CN109857282B - 一种触控装置、智能终端及单兵系统 - Google Patents

Abstract

一种触控装置、智能终端及单兵系统，该系统部署到单兵后，作战人员始终保持双手持械作战状态，从通信、信息读取回到瞄准射击状态仅需要百毫秒，彻底改变今天单兵作战时，因操作数字智能终端导致作战人员单手或手不持械，错失战机或者给敌方造成几秒钟可乘之机，所以该系统能提升单兵作战效率，降低单兵损失概率，改变单兵与数字化指挥系统今天实战时一直无解的难题。

Description

一种触控装置、智能终端及单兵系统

技术领域

本公开是面向特种作战人员、战斗人员、特警人员、突击人员在作战时，可以双手持枪，持械与对方作战，于此同时还可以在非射击状态间隙，始终保持双手持枪、瞄准状态，但同时又能操控单兵智能数字终端与指挥单位或者队友进行指令与信息的交互，如最常规的步话通信，数字指令收发以及不便语音传递信息时（如抵近侦查、潜伏）的密码或特定指令编码、信息收发，而在整个通信与指令交互的过程中，作战人员均能保持双手持武器，不必用单手去控制数字步话设备或者用单手或双手去控制操作单兵智能终端，也就是在作战时，不用如现在一样需要占手与眼睛，才可以操作控制智能终端。因为战时，战场情况瞬息万变，作战人员在单手或者双手去操作数字或者智能终端时，通常注意力或关注对象转移，如果敌方突然出现，则作战人员需要若干秒钟时间去反应，回到之前作战状态，然而从操作步话设备的手回到持械位置，然后再瞄准射击，这个过程通常需要若干秒钟时间，这对于我方人员而言，可能被敌方击毙击伤也可能因此丢失瞬间难得的作战时机。无论何种情况，都是我方损失。这个问题由来已久，目前全世界作战单位都面临且包括数字单兵设备极其普及的美军，都一直没有解决这个问题，而使用本公开的技术后，作战人员既能保持双手持械，且保持瞄准射击等攻击状态，同时进行通信与信息、指令的交互，当敌人出现，需要从通信、指令交互状态回到射击状态时，仅需要百毫秒时间，从而解决自步话机应用于作战单位至今数十年一直未解决的问题。更解决数字终端需要用眼睛看GUI而忽略作战时，作战人员眼睛应该关注战场细节，而非将注意力转移到智能终端的屏幕上，而多数指令与信息是可以被TTS成语音。该方法可以较大的降低单兵战损，提升作战战果，使作战时通信、指令交互与作战对单兵而言，不再有像现在这样明显冲突。

背景技术

现代作战，前后方都是数字、通信、指令与一体，从而让空、天、地、后方与前方地面作战人员紧密结合，以更低的成本，更高的效率实现战斗目标，所以为了保证信息的即时传递，地面作战人员的数字化就是必然趋势，这样指挥单位可以将指令下发单兵，单兵也可以即时的将现场信息反馈后方，而前端作战人员也是协同作战，所以需要互相沟通，互相给对方信息，传统的前端人员作战靠手语，旗语或者靠喊话，但对于特种作战、反恐作战这种现在与未来最常见的战斗模式而言，传统规模作战的方式显然不太适合场景，所以需要技术让前端作战人员即能保持双手持械的作战状态，又能随时进行通信与指令还有数字信息的交互，就变得极其重要，本公开的方法及系统，就是应对今天及为来的作战，今天的单兵系统可能是数字智能终端、数字步话设备或含数字步话功能的智能终端，而在未来，则是混合现实的智能终端设备，但无论何种智能终端，均需要双手持械，以确保作战人员不会因为操作使用这些终端，导致注意力下降被对方击伤、击毙或者因为操作这类设备导致需要若干秒钟回到瞄准射击状态，从而丢失非常难得的消灭对方的作战时机。同样道理，对于非单兵的作战单位如军事车辆或可移动载具（坦克、船只）的驾驶人员，在驾驶、射击与指令时，其实与单兵有同样的问题，就是如何让通信、指挥尽可能的不影响射击，也就是需要种方法与系统，让作战人员保持作战、瞄准状态，又能通信与指令等信息的交互，在射击时机出现时，可以在百毫秒内就完成射击，而不是如现在，通常需要几秒时间从通信回到作战、瞄准、射击，我们知道使用智能终端屏幕时，所用时间更长，而作战环境瞬息万变，浪费几秒时间可能导致作战人员就被敌方消灭。

发明内容

为了克服目前上述作战领域中的现实问题，也就是数十年来一直未得到有效解决的问题，本公开着手从枪械上的触控设备与作战单兵智能终端系统及终端上运行的程序等几个方面结合来解决，在单兵作战特别是特种作战时，作战人员根据任务特征与场景，可能用刀具，也可能用手枪，也可能用突击步枪、狙击枪等各种枪械，随着场景的变化，作战人员需要在几个关键作战器械之间主动切换或者被动切换，特别是被动切换时，按照传统的技术，作战人员根本没有时间通知后方，因为步话系统设计的技术原因以及指挥通信系统不能让非重要信息占用通信通道，所以一直是半双工通信，而做成全双工通信，会导致噪音等直接影响整体通信。在被动切换时，意味着作战人员已经遇到麻烦，可能根本没有时间与机会按步话机的PTT（如被对方突然攻击，进入肉搏状态），由于信息不能即时发出而后方不知情或者周边队友不知情，所以不能有效营救，所以很可能导致损失掉这位被动器械切换的作战人员，所以本公开的方法及系统，目的是解决这类问题，所以需要在单兵所携带武器如刀、枪之上，均有触控装置单元，通过触控装置单元，来反向控制与触控单元无线（无线电或超声波）通信的单兵智能终端，单兵智能终端通过声音（如耳机）或者信息投射设备（例如混合现实设备）反馈，控制与操作或者提示单兵控制与操作。这样就需要单兵器械如刀、手枪，步枪等器械上有触控装置单元，触控装置单元根据使用场景可以无线或者超声波（如水下蛙人作战）与单兵智能终端互联，根据需要随时通信，随时获取指令或者向他人发出指令及信息，如在水下，步话使用显然是受场景限制，所以如果触控装置单元被发信人以摩尔斯码触发（举例，任何编码都可以），水下人员都之前有约定，则特定触发编码的指令大家都清晰知道指令意图，所以在水下就完成了彼此的通信与指令。而在既往，水下不可视时，作战人员彼此无法靠手势协调，而使用本方法及系统后，则可以轻易解决这个问题。在敌方无线压制干扰时，通信设备以及用无线控制智能终端可能都受到干扰，但终端上已经有下发的指令，下发的地图等，作战人员需要读取时，也可以用超声波通信方式来控制终端，这样，在器械上的触控装置单元就是双模式的通信方法，可以是无线，也可以是超声波，与单兵数字终端进行通信，并将作战人员的触发控制指令用于控制操作终端，当然设备单位在制造设备时，可以是单模式，比如仅无线或者仅超声波或者类似的非物理连接的通信技术（电磁波）。对应单兵数字终端，则需要无线或者超声波这类非物理连接的通信技术，将传感器单元设备上发出的指令接收并执行，从而实现终端功能的控制与操作，终端控制与操作的结果反馈或提示靠单兵耳机的语音、声音，或单兵终端的扬声器或单兵终端的投射设备让操作者获知。作战时很多文字信息，需要靠TTS告知正在作战中的战斗人员，而非必须用眼睛看终端屏幕。

本公开的方法及系统实际是一种人机交互技术在军事领域中的特殊应用，因为单兵数字终端日益多功能化，作战指挥系统信息复杂化，导致作战人员与指挥人员对数字终端的依赖更加严重，然而传统的技术思路导致使用终端需要看屏幕，这显然忽视了作战时的场景，所以需要有技术在作战时还依然能将指令信息有效的交互而不必占用手、占用眼、占用注意力（Hands free，Eyes free ），而这三种占用模式对于前端作战人员而言，是致命的灾难与危险。

作战时，作战环境异常复杂，作为枪械上的触控装置单元，其要求与民用设备差异很大，第一是防水、防震、防干扰（如电子压制，射击时产生的可能各种信号干扰）。第二是抗勿触发，第三是抗环境影响（水下、极冷、极热），所以制造这类设备时，都必须在多个环节测试，而不是简单的似民用设备一样功能实现即可。对于操作者而言，可以带着手套也可以是泥或血的手指，所以一般民用触控如电容屏等均不适合，所以在这个场景下适合使用能感知压力与触发时长型的传感器或者传感器组单元，如果武器上的触控空间够，可以是感知压力与触发时长及触发方向型的传感器或传感器组单元，如果空间更富于，可以是多触控键的触控装置单元，多触控键时，可以用“十“字键或3键布局模式。

要控制单兵智能终端或者数字步话机或与数字步话机一体的智能终端，则必须将武器上的触控装置单元与单兵智能终端无线互联（无线电、超声波或类似非有线物理连接方式），这样让使用者的触发指令通过无线，控制智能终端，鉴于作战环境涉及水下，而无线通信在水下受限制，以及战场无线压制时，无线信号受影响，所以触控装置与数字终端最好能支持双制式（声波或者无线电），以确保多场景均能工作 。

单兵智能终端与枪械上传感器装置单元通信，需要无线及超声波模块，确保与器械上装置单元通信、工作，单兵智能终端在与设备初次互联时，记录刀、手枪、步枪上触控装置单元的地址码（或类似的设备唯一的编码），这样使用者用刀还是用枪还是突然由枪变刀时，智能终端都会通知后方人员，辅助数据分析系统，后方指挥人员都会知道前方可能有突然变化，可以呼叫与其一起的作战人员即时协作，或者前方人员枪械被人打掉忽然换刀进行肉搏时只要大拇指按着刀上的传感器触控装置单元就可以喊救援，而以往，他没有机会按步话机PTT，非常可能战斗减员。同时地址码或类似设备的唯一编码也是与终端通信的标识信息，以防备其它设备的勿干扰。例如最简单的发信前，先发地址码，是对应地址码的信号再接收，这方法有很多种技术实现，比如蓝牙技术采用地址、时分通道来规避干扰确保多设备通信，在本说明书不展开，具体使用那种技术通信只要是通过无线，均是一个本发明具体实施例中的通信采用的具体手段而已，均属于本方法一个具体在通信实现时的例子。

 单兵智能终端系统，该系统除了含有智能终端、数字步话机、卫星终端的一般属性外，还可以是混合现实、增强现实等的作战头盔式样的投影终端设备，这样单兵以头盔方式穿戴，可以在信息投射显示装置上根据具体图像、图形指引，比如天上的卫星或者飞机（有人、无人）将敌方信息标注动态展示，在这种混合或增强现实头盔指引下去完成战斗目的，而作战人员通过指头操控枪械上的触控装置单元，就可以控制这类终端，而传统这类终端通常用的手势控制或者手柄控制，显然作战时会加大作战人员手不持枪的机会，更易导致伤亡，因为不能双手持枪，而且注意力分散，所以需要优化触控设备才能适应作战需求。最近美军与微软协作装备10万套Hololens MR设备，就是现代数字技术与作战的结合，但由于Hololens 控制时靠手势，且其显示单元在作战时由于灰尘、土、泥、水等覆盖时，作战人员的自然视觉受到影响，所以训练时或者在载具内还实用，在单兵实战环节，需要用触控技术以及单眼投射，而本方法及系统则可以替代手势控制，并且保持双手持枪，利用这类MR的优势，也规避其给作战人员造成的劣势，当然混合现实头盔在野战中还存在的问题就是供电与信道通道质量问题，在对方无线干扰时，通道带宽与响应速度不能保障，没有前后数据链，其功能及意义就迅速下降。

这类单兵智能终端系统，其上可以有操作系统固化的功能，如步话通信，即时信息，实时定位，环境数据，情报指令，电话通信、视频通信等，也可以有特定应用程序，以供作战人员使用，所以在器械上的触控指令编码与终端上的系统或者应用的功能或状态结合形成指令，这样相同的触发编码在不同功能或状态下，就可以执行对应的指令，这样可以大大减少触发编码数量。可以用有限的触发编码就可以控制终端系统或其上运行的应用。在因为系统功能与状态的改变后，相同触发编码执行不同指令，如终端作为电话（如卫星电话）被叫时（通信功能振铃状态），双短触发就是接电话。而在电话接听后双短触发则是挂电话（通信功能接续状态），而在系统中，功能状态编码通常又被定义为特定值如通信功能被叫振铃状态时，其值设定为0x00000002，这样当系统检测到该状态值时，对应系统程序就知道是通信功能的被叫振铃状态，在该值下触发，在指令窗口内如果触发为两次短触发，则就是代表接电话指令，这就是触发编码与功能、状态结合的方法一个具体实现。就如更长时长的触发，在A功能如菜单下更长时长的触发，是切换菜单，而进入到步话功能时，更长时长触发是步话通信控制键，按多久讲多久。

当然，触控装置单元上使用的传感器也可以被压力按键（可以用机械按键也可以是按键下含压力传感器按键）替代，战斗人员手指按压按键来实现对单兵数字智能终端的操控，无论那种触发方式，都是对目前单兵数字装备的操作使用的一种优化。我们知道训练过的作战人员持枪作战时，在不射击的时候，扣扳机的食指是空闲的且搭在扳机护弓上方，这是训练中时养成的基本行为，而空闲这个食指则是人体最灵活的指头，则可以在非射击时用于操作终端，所以在扳机护弓上方或护弓上部署触控装置单元，则可以充分利用该空闲的食指。在作战人员持刃格斗时，军事格斗技术导致作战人员持刃的那只手的大拇指是可以用于触控在刀上的触控装置单元从而操作控制智能终端，而另一只手通常是防护，无论作战人员遇到多大紧迫事件，只要单手持刃，就可以用大拇指按压在刀柄顶端的触控装置单元，向他人求救或者发出相关指令信息（如密码指令，或者在搏斗时，发现价值目标，然后启动了头盔上的视讯设备，后方人员就可以真实看到肉搏现场，这特别有利于反恐作战中价值目标的获取识别，而我们知道视讯设备不是随时开启，而采用本方法及系统后，可以随意随需启动单兵身上其它与终端互联的电子设备），单兵终端通过链路通知队友或者后方指挥单位。这在以往，可能完全没有机会通知他人，而在本方法及系统实施后，即便作战人员被人武力压制（如被他人按在身下，但只要还持械），则就可以通过利用数字终端步话通信功能或者特别编码功能通知自己的作战单位，自己人可以根据该作战人员终端的位置信息，组织协救，比如密码发送时，敌方人员并不知道已经发出救援信息，而且还可以告知救援方几个敌人，只要作战人员持续搏斗，拖够足够的时间，待救援，则本来该人员是被袭击状态，却可以因为高科技变成事实上的捕敌状态，所以对于单兵设备及身上武器系统以本方法及系统实施后，可以在实际的训练中摸索增加很多创新应用及其他可实现的功能，实施于作战数字终端装备上，以解决今天在实战中无解的问题。特别值得一提的是，在刀具上，可以部署功率更大的无线信号发射设备，在大力按压时如超过40KG时长超过5秒时，可以直接以特定频率向己方发求救信号（含卫星定位信号如北斗，GPS），而非只依靠与单兵终端互联，依靠单兵数字终端发送信息，这是因为特殊情况时，刀具可能是最后的武器与装备。

附图说明

下面结合附图对本方法及系统进行进一步说明。

图1是概要图。

图2是触控装置功能图。

图3是支持本方法及系统数字智能终需要增加的功能图。

图4是以时长为触发的编码说明。

具体实施方式

以下示例性实施例中所描述的实施方式及具体的数据如时间、编码、尺寸、设计图等具体数据，图表，并不代表与本公开相一致的所有实施例，相反，它们仅是与如所附权力书中叙述的本公开的一些方面相一致的方法或实施例，即其特征是在武器上适合作战时作战人员手指可方便触及位置部署触控装置单元；该装置单元与单兵智能终端无线或超声波互联；作战人员通过触发触控装置单元，以控制、操作单兵智能终端；触发编码以短、长、更长三种时长为基础，并结合2或3个压力维度；此外触发编码还结合单兵终端的功能、状态或其上应用的功能、状态形成触发指令，作战人员在声音、语音、TTS、震动或信息投射设备的提示下触发触控装置单元，从而实现在持武器作战时仍能操作与控制单兵智能终端。

图1是概要图，在该图中，以单兵作战最小装备为例，说明本方法及系统，图中，S10，S20，S30分别是单兵作战时的最小武器单元的战术刀，手枪及步枪/冲锋枪。单兵作战时，根据作战的实际场景使用，比如空间广阔区域，通常使用S30也就是长枪，而在隧道或者狭窄区域，S20手枪更方便使用，而在迫不得已进行搏斗时，如枪械被人打掉或无弹药时，则需要S10。本方法及系统在这些武器装备上，部署触控装置单元，在图1中，S101就是该单元部署在战术刀具的刀柄，由于作战格斗术的特征，导致作战人员的大拇指可以用于触发S101单元，也就是作战人员迫不得已用刀作战时，可以用大拇指触发刀柄S101，以步话呼叫方式或者密码传递方式向他人发送信息，如作战人员用重+更长时长的触发（后面会详细叙述编码），则作战人员发出的声音就可以被S40单兵智能数字终端发送给相关队友或后方指挥单位也就是步话通信，特别是在持刀搏斗时，可以使用步话通信手段，告知他人，当然也可以按照特别触发编码如SOS“…---…”，则S40将该单兵位置信息及求救均发送队友及后方指挥单位，如果该单兵被5名敌人围捕，该单兵在继续搏斗时，因为知道自己方有多人就在附近，可以解救自己并有能力俘获他人，则不是以步话方式喊救援而是密码方式，如”….-.-”,代表捕敌，敌方人数五，收信方因为有S40该单兵的位置，且信息中有告知对方5名敌人，所以可以立即决定如何解救战友并捕获敌人或消灭对方。S101为触控装置单元，如果刀柄上有指南针等其它设施，则可以装在S10的刀柄内部，只要外部按压能传递到该装置，激活该装置、操作该装置就可，比如该触控装置单元需要5秒按压起机，启动后直接与之前配对的S40通信链接，作战人员用拇指控制S101就可以操控S40。与S101相似的是S201及S301触控装置单元,在S20手枪上，通常可以将S201固定在扳机护弓上或者扳机护弓上方，作战人员在非射击状态时，食指搭在S201位置，当需要步话时，或者触控单兵智能终端与他人通信时或者传递指令时，食指就可以触发S201，而作战人员始终保持标准持枪护枪动作，随时射击，而不是今天单手持枪，一手去按步话机按键半双工通信，更不能去阅、听字终端接受的指令与信息，遇到突发时情况时，枪还不在射击位置，导致作战人员很被动。S301是在步枪上的触控装置单元，该单元通常部署在扳机护弓之上，这是因为该类长枪的特征所致，当然对于传统的半自动步枪，可以与S201一样，固定在扳机护弓上。对于步枪，我们知道都比较沉，在射击时，精确射击方式是双手持枪瞄准射击，而传统步话通信则导致半双工通信时，一只手需要按步话机PTT键，而此时突发情况需要射击时，则作战人员需要几秒钟时间回到双手持枪状态，然后再瞄准射击，而使用本方法及系统后，作战人员始终是双手持枪瞄准状态，当突发情况时，仅需要将食指从S301移到扳机上完成射击，我们知道做这个动作100ms都不需要，而传统模式则需要几秒，在作战时，给敌人几秒时间就是给自己无限大伤害，所以本方法及系统就是根治这种今天习以为常视而不见的问题，虽然该问题自步话机使用于作战到今天数十年仍然未被改变。

S40为单兵智能终端，该终端与既往不同是将数字步话通信，智能终端，多渠道通信（空、天、地）整合一体，传统单兵步话机仅半双工通信使用，但时至今天，这种传统思维也影响单兵信息获取，因为今天的技术手段可以让更多的信息到单兵，单兵也需要将跟多的信息回馈其它队友及后方指挥单位，这就需要更多渠道的设备，将最基本的步话通信与双向的指令，作战图，建筑图及人员位置信息等，实时的形成多向协作互动，而单兵作战时，应该尽量背负少的设备，所以需要整合。单兵作战时，由于眼睛需要观测战场，传统终端思路需要作战人员看屏幕，但实际上很多指令信息、图文信息可以用语言描述给单兵，而非必须依靠视距看图文，所以单兵终端需要将图文TTS给单兵。由于S40的使用场景可能是水上也可能是水下，所以S40就要求有高等级的防水处理，而在水下时，作战人员如果希望操作终端，则需要通过触控装置单元反向控制终端，所以触控装置单元可以用无线或者超声波与终端通信，而终端也有无线或者超声波来与触控装置通信，这是因为在无线干扰时，可以用超声波规避常规的电磁干扰，同样在水下，超声波反而比无线更适合通信。S45为单兵耳麦，该耳麦用来听及采集声音，单兵通过该耳麦，获得终端给出的信息如步话或者读出的指令、图文，用麦克丰采集单兵的声音，如步话。但在水下时该S45单兵耳麦应当采用骨传导技术，将终端给的信息以声波震动发送单兵，所以S45可以是双模式的耳机，在水上与水下采用不同模式工作，该耳机上可以设置传感器设备，当设备探测到水压时，自动切换模式。S45最好是有线与S40互联，确保作战时稳定的固定在头盔或者耳朵上,当然该耳机可以是战术头盔的一部分，也可以是无线形式。耳机与头盔上也可以用本方法及系统所述的技术，作战人员会更方便而不是局限在今天PTT或GUI上。

在图1中，S50，S60及S70分别是卫星通信，空中区域覆盖型通信及地面通信设施，单兵终端根据作战情况与这些设备互通互联，从而确保作战时数据链通畅，作为数字终端最基本的步话通信功能，在终端无线功率覆盖范围，终端之间可以步话通信，甚至可以自组网数据通信。S40通过S50、S60、S70与前后方通信。在无S50，S60，S70信号时，S40自组网通信。

图2是触控装置功能图，该装置属于微小电子设备，固定在武器上，如图所示S80为该装置，该装置含S801电源单元，该单元用于控制给s80给电，当电池不足时，其有测电功能，告知S80中相关程序段，通过通信模块告诉终端触控模块单元缺电，需要替换电池或充电，终端通过TTS提示单兵。S802为电池单元，因为微小设备，所以必须保证供电，而高性能电池为必不可少部分。未来枪支如果带电子设备且把S80内置于枪支，则S802可用枪支的电池。S803为时钟单元，该单元在触控时因为采用时长方式，所以必须有时钟单元提供时钟，当然也为其它单元提供时钟，若S805 CPU含多组时钟，则可以不用该独立时钟单元。S804为存储单元，因为触控技术是人机交互技术，所以需要程序来控制，程序的存储以及程序执行时的过程信息均需要S804，S805 是触控单元的CPU部分，该部分统一按照程序执行相关指令或者按照各种信息做出执行，S806为触控单元，根据使用的情况，可以是时长触控，也可以是时长触控加压力轻、重触控，或者时长触控与方向触控的结合或时长触控与方向触控与压力触控的结合，当然在时长触发时，该装置可以是简单的机械按键开关。该装置还含通信单元，S807为无线单元，该单元与单兵终端通信，S808为超声波单元，该单元与单兵智能终端通信，一个设备上可以部署该两个单元也可以部署一个，比如海军作战单位，则需要适应水上水下作战，所以需要两个单元，而普通陆地作战单位，可能一个无线单元就可以适用。通常这类单元也是专用（例如蓝牙芯片）且含CPU的专用智能芯片。而且上述所有芯片均是微耗能器件。该两个通信单元收发与单兵终端的通信信息，或者将触控识别的指令发送数字单兵终端，每个S80上有唯一的编码，在与终端初次互联时，需要双方握手配对，终端在接收非广播协议的信息时，可以以如下模式，首先要确定编码地址，信息前缀（如广播与非广播）然后是信息内容，这样多人在控制时，不会互相干扰，当然也可以增加通道号（channel），近一步降低密集人群时的通信干扰。对于无线技术而言有很多技术规避多设备频率干扰问题，超声波也是雷同，可以采用技术将频率，通道上做分割以规避触控单元之间的干扰（如多个作战人员在一密集区域又都操控智能终端）。此外触控装置单元上可部署水压传感装置，当水压超过某个范围时，切换到超声波通信模式，当然与其对应的数字终端也需要该功能，在水下作战时自动切换到超声波。

上述内容描述了整体系统图3是支持本方法及系统数字智能终需要增加的功能图。我们认为，未来作战单兵系统应该是将智能终端的功能，叠加数字步话功能，同时还需要支持反向触控功能，S40为单兵数字智能终端，S401为其它智能单兵终端必备功能，比如计算、存储、显示、人机交互、GIS、定位、联网通信等基础功能以及混合现实头盔等的投显功能。S402为步话功能单元，既往步话与终端是分离的，但实际上步话通信与终端的实时指令当是同时被单兵接受的，所以我们认为未来单兵终端步话与智能终端不再分离，S403为与S80通信的无线单元，在普通智能终端上，蓝牙技术用的很普及，但作战环境，蓝牙技术可能就不是很适合，所以需要某种更适合近距离抗干扰通信技术与S80互联互通，当然我们也可以利用蓝牙技术的特征做修改以适合作战复杂环境。S404为触控超声波单元，该单元与S80超声波互联，这种使用是为了在水下或者无线干扰场景下提取终端中的已发信息与指令。所有通信单元均为双向通信。

上述内容描述了整体系统的构成以及触控装置单元的功能结构以及智能单兵数字终端应该额外增加的功能模块，而作为触控，则需要人机交互的触发方法，下面主要描述方法， 我们知道，在S101上，大拇指只按压一个键或者触控装置，而一个键如何实现复杂功能的控制，特别是实现对智能终端的操作、控制，这需要特别的方法，在已授权专利ZL201610363279.9中，已经明确在使用时长触发时，可以用短、长、更长三种时长来形成触发编码，如图4是以时长为触发的编码说明，在图4中，P101为短、长基础脉冲，该脉冲有时间定义，T1触发的脉冲是短触发，该触发时长为0ms<T1<t1ms，比如在实际使用时，假设t1为400ms也就是短触发是0-400ms时长的触发，而T2则是比400ms宽，小于t2ms如1200ms的触发，两个触发如果用摩尔斯码表述就是”.”、“-”，而如果用二进制码表述可以是“0”，“1”或者“1”，“0”,从P101我们知道，通过识别触发的长短，短长触发就可以组织编码表，无论那种编码方式，理论上都可以组成无限的信息，人手指通过触发短、长输入，就可以输入自己想输入的信息。图4中，P102为更长时长的触发的定义， T1、T2的脉冲触发，用于1位、2位甚至更长位的触发编码，但更长时长的触发则用于功能、状态切换，在P102中，T3代表一个脉冲宽度，T3大于t2ms，当T3落在f1时间内时，选择f1的功能，T3落在fn时间内时选择fn功能，当使用者触发传感器后，当T3时间到f1时，终端通过扬声器或耳机告知使用者“例如菜单功能1”然后在提示语音之后加比如3秒作为反应时间也就是播放提示如“菜单功能1”的时长加3秒时长构成f1，使用者在f1内解除触发即t3的脉冲下沿落在f1内代表选择执行f1功能，如果使用者在f1内不解除触发，则超过“菜单功能1”的时长加3秒时长后，则提示“菜单功能2”，同理TTS“菜单功能2”的时长加3秒反应时长构成f2时间范围，如果T3落在f2内则执行f2功能，当只有一个功能时，则超过t2ms就执行该功能。这样短、长、更长时长触发就表述清楚了， 在菜单操作时，短触发就是往下，长触发就是往上，更长时长就是横向切换，到某功能时如“功能1”，如果要进入，在听到“功能1”提示音后，就两次短触发进入（采用后续指令窗口概念中两次短触发），如果退出就两次长触发。这样就可以方便的不用眼睛看的前提下就实现了菜单的操作，而无论那种应用或系统，均可以用程序菜单逻辑实现。在图4中更长时长的触发如P103还可以用在步话、录音、录像等触发开始即开始录音，触发结束即结束的这类功能，如P103表述了PTT（PUSH TO TALK）,在仅以时长为触发方式的条件下，步话按下到可以讲话的实际时间是大于t2ms的，这样有个时长如1200ms按下后并不可以对讲，这个时长过去后提示使用者讲话。 但如果传感器加了压力维度，比如重压时(假定指头压力大于15KG为重压)，则P103中的T3可以从0开始即重压就可以对讲。在图4中，P104是指指令窗口，指令窗口是在多位变长指令时所采用的技术，这样才可以将1位、2位或者多位触发编码输入，否则没有这种技术手段，则在变长触发编码模式下（多位输入编码），无法完成不同位数的触发编码输入，在P104中有3种常用的并行指令窗口模式，当在某功能、状态下触发时打开并行窗口w1如3秒，在w1内，鉴别出一个T1脉冲，又一个T2脉冲，则认为触发编码是“01”或者“.-”则根据功能与状态即输入执行对应指令，而如果在w1内只鉴别出了t1则执行t1相关指令。我们可以知道w1指令窗口在更多位时有缺陷，因为w1所耗时间比较长，所以可以采用w2窗口方式，即在某功能状态下第一位触发后开并行的窗口w2，在这个窗口期内检测是否有下个触发编码，这样窗口期就缩短为一位触发的最长时长（如t2ms）加反应时长如800ms这样就是最长（1200ms+800ms）即在第一个触发后2000ms内是否有第二个触发，如果触发是个短触发，则w2就变成了最长400ms+800ms=1200ms。当然，如果将w2中不关心下个触发，则可以是w3模式，即某功能状态下第一位触发后，开一个并行的指令窗口，窗口期为800ms，只要在这个窗口期内，有第二个触发的上沿，则等鉴别这个上沿的后续，如果在窗口期没有上沿，则认为没有后续指令。如果有上沿是短、长触发，则执行对应指令，但出现更长时长指令（非编码时），按理应只执行一位编码指令，之后执行更长时长指令。上述3种窗口，w1比较适合定长与短位变长，w2与w3适合变长且需要马上响应操作的场景，但对于w2与w3，实质是一样的，只是那个更精确节省几百毫秒而已，3种窗口其实实质都一样，都是触发驱动，并行一个时间窗口期，在该窗口期内鉴别后续触发。w2或w3指令窗口可以在变长多位输入时，每位合法触发后都开窗口，等待后续，直至最后一位触发后窗口期过期，即认为没有后续触发编码输入，即执行指令。当然w1与w3可以并行使用，在某功能状态下形成新编码，如在A状态下00一个对应指令，而0w30是另一个对应指令，也就是在这个状态下都是输入了00但因为输入节奏差异，导致了两个不同的输入。这对应于场景而言如一个卫星电话来了，用户要接可以是0w30模式，即快速两次短触发，而用户因为更重要事情拒接，则是两个不紧凑的短触发但还需要在w1的时间范围内，卫星电话就挂了。本例子仅是说明指令窗口的使用与多位变长指令的输入。而窗口都是由触发驱动且与触发编码输入并行，用于检测鉴别触发输入。对于编码，在特定功能与状态时，因为该功能下需要控制的内容较少，所以可以将短、长触发不分辨，也就是形成次数编码，比如01分辨成2次触发，单一的0或1为一次触发，但对于功能复杂环境，仍然采用次数，减少功能，则是劣化该编码方法的具体应用。如在今天全无线耳机的实例中，几乎所有触控耳机均采用了次数触发，然后把耳机具备的基本功能取消如音乐与通信，而且采用双耳触控才可以操作，典型的劣化以上短、长、更长触发编码方法的应用。

对于常态的智能终端而言，我们知道如果触发编码是01或者短长为基础，根据位数不同编码组合，加上更长时长进行功能状态切换，就可以在提示下（声或像）操作、控制智能终端，但对于作战设备，比如在战术刀具上的S101触控装置单元，则认为最好是压力与感知时长的传感器组电路或装置，也就是感知触发时长与触发压力，这样重触发与轻触发配合时长编码，则很多功能的使用就会更便捷，假设重触发是大于15Kg的压力触发，而轻触发是2-15KG的压力触发，则重、轻、短、长一正交，就形成了更丰富的触发编码，而对于步话通信，如前面例子所将，直接是重触发，就进入步话功能并触发后就可以留言，而不必如只有时长时，需要等最小的T3时间。所以在触发编码上2维度的时长触发编码与压力的“轻、重”两个维度正交，可以形成更丰富指令。这样在一个战术刀上，作战人员就可以快速的发出指令，应急，正如前面所述，如果用更大的压力如40KG，时长超过5秒为求救，则一个战术刀上就可以发出不同类型的触控指令与紧急求救（当然以上压力KG数据仅是示例，可以根据具体情况设置，且刀具上可以部署震动器件，当大于40KG压力且长于5秒时，震动提示、告知发出求救）。比如传统的SOS指令为“…---…”，而在轻重加时长的传感功能下则可以是“轻短，轻短，轻短，重长”，作战人员听到s45的声音反馈或者刀具上的传感装置内置震动设备，则震动后说明求救已经发出，这要比传统摩尔斯码或者二进制的维度增加了两维，属于多维度编码触控技术。关于时长叠加了压力维度，速度维度，速度与压力维度的触控方法见专利“201811253657.3“，该专利在ZL201610363279.9方法基础之上，弥补该专利在更复杂场景使用时的缺陷如登山、滑雪等极限运动时，终端的操作人员如何更有效eyes free, handsfree(不用手持终端)模式下使用智能终端与控制电子设备，本公开所用的触控方法源于该两项专利中的触控技术。但由于作战使用时，其系统与民用设备有非常大的不同，除了基本的防水外，抗干扰就成了重点，所以在触控单元采用了无线与超声波技术，目的就是要在水下、电磁压制时，仍然能不影响作战射击与格斗又能进行相关通信，信息发送。在刀具中，又增加了3种压力的维度，以便于特别情况下的求救，当然在枪械上的触控装置单元也可以用3种压力配合震动。

上述在说明刀具S101触控装置单元时，因为刀柄顶端位置，所以只能采用单触发键模式，而在枪械上时，比如突击步枪上时，由于空间原因，可以采用方向性触发与时长触发模式，当然还可以是方向性触发与时长触发正交压力触发，这样如指头向前轻触发，指头向后轻触发，指头向前重触发，指头向后重触发，短、长触发编码与轻、重触发结合，比如原来时长触发形成的2维度编码表与轻重正交，形成丰富编码空间，这样编码与具体功能、状态结合，就形成了触发指令。作为军用设备，作战人员需要记忆常规常用触发编码，而之前引用专利均是民用，不必记忆指令模式而是根据逻辑可推导指令。这点差异非常大，是因为作战时，需要快速收发指令，做出应对信息，所以需要记忆特定功能与进入特定功能如在“直接进入功能“这个功能下，直接输入001，就是进入密码发送功能，在该功能下就可以用密码方式发报文，类似摩尔斯电报（如短、长触发），输入011报告环境数据。而民用设备，则可以根据逻辑推导、提示进入某功能，没有时间特别制约要求。当然特定进入功能编码与逻辑推导结合是本方法及系统在军用设备上的进一步提升。

触控装置单元在水下工作时，特别是蛙人部队夜间活动，队员水下通信时不能靠手势更不能靠口喊，鉴于水下无线电通信的制约，则需要用超声波通信方式，这样水下单位作战时，可以在持械时，发出信息，发出的信息有广播通道的信息如该队负责人通过自己触控单元向周边队友发送声波指令，如前方发现危险物，保持静默，该声波通过水发送至每个队员的终端上，终端通过S45上的声音或者骨传导告知每位队员，在水下，智能终端无法与外界无线通信时，作战单位还自主通信，当然如果有对应水底通信设备，如后方船舰可以用水声通知终端，终端的使用者就可以接收指令。这样才能满足各种作战需要，而之前触控方法的两个引用专利，只考虑到触控单元无线与终端互联而没有考虑到无线压制或者水下时的工作场景，更没有这种触控装置单元自己发广播通知其它终端的特征，触控装置单元不仅要控制自己所对应的终端，而且还要作为信息发起端，在必要时，以广播信道对周边终端直接发出指令与信息，以防备终端无线通道失效的情形。所以本方法及系统对于之前专利又做了具体场景的创新，引入很多新特征，这已经不限于技术创新同时也是作战协同创新。而超声波通信功能的叠加则直接导致之前专利没有考虑到的场景与功能却被本专利实现。

所以对应于触控装置单元与单兵数字智能终端，需要对外界环境监测，当无线干扰时或者水下时，系统可以自动切换到对应无线还是超声波通信状态，当然触控端可以以特别编码直接切换，如编码“11011”,触控装置单元切换后，向与其绑定的终端发送主通信通道切换信息，而作为终端，则双信道监听状态，以适应触控测通信需求。

在终端上的应用或者系统本身，需要对特定功能编码，以便于使用者快速进入功能，虽然在图4中P102定义了功能切换的方法，但作战使用时，不同于民用，作战人员比如直接输入11010就进入密码功能，此时如在抵近侦查时，发现敌人，由于距离近，不能步话通知后方，所以用枪械上的触控装置单元输入11010，则进入密码功能，输入“101”，然后再输入“111”，其它人员可以通过耳机听到该信息，该信息可以直接被终端翻译成“5号区域，发现7个人一个班”，并TTS成语音，这样作战人员在潜伏状态无声无光就实现信息传递，而既往需要密集人力手势传递适合通信位置处。在水下时也是同样道理，作战人员通过超声波密码通信。这个例子用于说明使用本方法及系统后，作战人员可以在多场景以适应场景的方式触发、控制，以达成作战目标，而之前触控方法的两个专利仅是触控方法，而没有涉及作战领域的思考与创新，而技术人员需要了解作战环境，电子技术，密码技术等等，才能通过缜密思考，推翻，再思考，才能将触控专利方法与单兵武器结合，作战人员的训练标准结合（握刀的手势，持枪的指头标准位），又采用多模式通信及触控本身还需要带广播功能的设计，才能适应作战场景，而非简单叠加就可以实现。

所以在单兵设备上实施本公开后，最低的效果是，作战人员与他人步话通信时，始终保持作战状态而不是单手持枪或不持枪，可从通信回到射击状态仅百毫秒，而且在冲锋或者进攻环节，还可以在射击间隙步话通信且随时可以射击，而以往或今天，显然作战人员无法实现这种作战动作。而更高级的实施效果如之前内容所述，只要终端系统上有的功能，适合耳朵与手指配合操作的功能均可以作战时操作，而配合了混合现实的智能头盔后，作战人员是靠眼睛与手指配合就可以完成复杂操作，S101,S201,S301这类触控装置单元，就是一个反向控制终端的人机交互设施，但鉴于是作战环境，所以采用了无线以外还使用了超声波技术，当然如果电磁场技术适合，也可以用于该领域作为通信模块。

未来枪械等设备上应该会有更多的电子设备，而非如今仅机械或机械与光学设备，采用本方法及系统的触控装置单元非常可能成为未来枪械的一部分，在制造时就被实施在枪械中，而非今天要实施这种方法及系统，均采用外置固定或粘贴模式，将触控装置固定在枪械上，当缺电时更换电池。所以无论未来作为枪械的部分还是今天作为外置固定，均是本方法的一个具体实施例子。

军事领域的技术人员通过上述说明书，可以容易的在武器上实现该方法与系统，提升今天作战人员的通信指挥效率与作战效率。

对于单兵智能终端，操作系统本身不能如Android这类系统加APP的模式，对于数字步话机、卫星电话，环境监测等这些基础功能均应该是内置于系统的功能，而且系统中排优先，比如步话对讲时，卫星电话进入，是停止步话接卫星电话还是继续步话，之后再反向打回，都需要严格规程设计，确定系统里的优先权（比如卫星电话只可能是指挥部直接打入时，则优先权就应该高于步话通信），而APP这种模式则不易于统一优先权。所以作战终端的控制操作，显然与民用模式操作控制又不完全一样，所以系统规程设计与依赖远大于民用设备。所以无论触控装置单元，触控编码方法，通信手段以及终端特征，均需要系列调整才能适合作战使用。

Claims (15)

1.一种触控装置，部署在武器上，其特征在于，包括：

包含触控单元，中央处理单元以及通信单元；

其中，所述触控单元包含可感知时长触发和压力触发的传感器或传感器组；

所述通信单元包含无线单元或超声波单元至少一种；

采用时长结合压力维度的触发，通过所述通信单元控制与之互联的智能终端；

所述时长触发含短、长与更长时长触发；

所述压力维度含轻、重压力或轻、重及更大压力；

触发结合形成触发编码，所述触发编码与被控智能终端的系统或应用的功能或状态结合，形成指令；

多位触发输入时，采用指令窗口；

此外，还以特定的所述触发编码进入特定功能；

如果所述更长时长的触发在用于功能切换时，当触发时长大于长触发时长后，根据提示解除触发，选择功能，所述功能的时间范围含提示与反应时间；

如果所述更长时长的触发在用于PTT时，当触发时长大于长触发时长后，在提示下对讲；

如果所述更长时长在设定压力下用于PPT时，触发即可开始对讲。

2.根据权利要求1所述的一种触控装置，其特征在于，包括，其中所述的指令窗口包含指令窗口并行。

3.根据权利要求1所述的一种触控装置，其特征在于，包括，其中所述武器包含战术刀、枪械；触控装置部署在战术刀柄部或枪械的扳机护弓位置。

4.根据权利要求1所述的一种触控装置，其特征在于，包括，所述触控装置通过广播，通知其它单兵智能终端。

5.根据权利要求1所述的一种触控装置，其特征在于，包括，其中所述的触控装置，含水压传感装置，根据水压自动切换至超声波模式。

6.根据权利要求1所述的一种触控装置，其特征在于，包括，其中所述的触控装置含有唯一编码，如果使用者在切换时，与之互联的智能终端通知后方人员。

7.一种智能终端，其特征在于，包括：

包含步话功能单元；

采用如权利要求1-6任意一项所述的触控装置控制，其中，采用无线单元或超声波单元至少一种与所述的触控装置互联。

8.根据权利要求7所述的一种智能终端，其特征在于，包括：所述智能终端采用卫星通信、空中区域覆盖通信及地面通信设施通信中至少一种方式通信。

9.根据权利要求7所述的一种智能终端，其特征在于，包括：如果在所述智能终端无线功率覆盖范围，所述智能终端之间可以步话通信或自组网数据通信。

10.根据权利要求7所述的一种智能终端，其特征在于，包括，其中所述的智能终端，含水压传感装置，根据水压自动切换至超声波模式。

11.根据权利要求7所述的一种智能终端，其特征在于，包括，其中所述的智能终端，含步话通信，即时信息，实时定位，环境数据，情报指令，电话通信、视频通信至少一项以上功能。

12.一种单兵系统，其特征在于，包括：

包含如权利要求1-6任意一项所述的触控装置、如权利要求7-11任意一项所述的智能终端、耳麦，通过所述的触控装置，控制所述的智能终端。

13.根据权利要求12所述的一种单兵系统，其特征在于，包括：其中所述耳麦采用骨传导技术。

14.根据权利要求12所述的一种单兵系统，其特征在于，包括：所述单兵系统包含具有混合现实或增强现实的作战头盔。

15.根据权利要求12所述的一种单兵系统，其特征在于，包括：所述单兵系统包含的作战头盔，采用单眼投射方式显示信息。

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