CN204069202U - 一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能够随个人灵活移动的可穿戴视觉增强系统，包括短波红外可穿戴视觉增强设备和管理平台，实现在恶劣气候条件(如尘，雾，霾，烟，霭等)或微光源环境下能够正常观测生命体和景物的功能。本实用新型采用的短波红外微光技术有更好的动态范围，可实现全天时全天候观测，并具备一定的穿透能力，因此可满足海岸昼夜警戒、公安边检巡视刑侦、部队夜间作战等特殊行业(场合)的需求。管理平台通过无线通信模块，可操控指定区域范围内穿戴式设备，对其采集到的图像信息进行共享、传输以及后台处理。

Description

一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统

技术领域

本实用新型涉及一种视觉增强系统，特别是涉及一种可穿戴式视觉增强系统。

背景技术

人眼和光电设备观测判别目标的距离和能力受气候条件、环境状况影响较大。目前，中远红外波段光电探测设备感应景物自身热辐射转换成目标图像，业界广泛使用此类热成像仪来实现红外夜视功能。然而在照度极低情况下，上述产品往往不能满足实际需求，而且只能根据温度差实现轮廓成像，分辨率低。此外，现有的视觉增强设备大多缺乏无线通信功能，难以实现各个设备间的信息共享、平台集中管理。与此同时，随着可穿戴设备相关技术的快速发展，其实用性好、适用性强、便于携带等突出特点日趋明显，无论在军事上还是民用上应用都越来越广泛，逐渐占有一定的市场地位。

公告号为CN 103507712 A，名称为“一种短波红外驾驶员视觉增强系统”的发明专利申请，包含了短波红外透过镜头、短波红外成像装置、综合数据处理装置、控制模块、电源模块、显示装置。利用短波红外穿透玻璃的特性，将短波红外驾驶员视觉增强系统安装于驾驶室内，弥补了长波红外视觉增强系统因无法穿透玻璃需安装车外的不足。然而，具备上述功能的增强系统安装环境受限，不能够随着个人灵活移动，因此应用场合比较局限单一。此外，该发明专利缺乏无线通信功能和管理平台，不能对多个设备进行后台的操控，实现数据传输、共享和集中存储功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷和不足，提供一种能够随个人灵活移动的可穿戴视觉增强系统，实现在恶劣气候条件(如尘，雾，霾，烟，霭等)或微光源环境下能够正常观测生命体和景物的功能。本实用新型采用的短波红外微光技术有更好的动态范围，可实现全天时全天候观测，并具备一定的穿透能力，因此可满足海岸昼夜警戒、公安边检巡视刑侦、部队夜间作战等特殊行业(场合)的需求。

由于短波红外成像能够有效识别敌方的迷彩伪装，在军事上具有较强的侦察能力。此外，在民用方面亦可满足极低照度条件下车辆行驶、火情救援，野外工程，夜间探险，科学研究等业务需求。

通过管理平台，可操控指定区域范围内穿戴式设备，对其采集到的图像信息进行共享、传输以及后台处理。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统包括短波红外可穿戴视觉增强设备(100)和管理平台(200)。

所述的管理平台(200)通过无线通信模块(106)利用无线技术实现对短波红外可穿戴视觉增强设备(100)的操控。

所述的短波红外可穿戴视觉增强设备(100)包括光学镜头(101)、感光传感器(102)、信号处理电路(103)、系统主控电路(104)、显示装置(105)、无线通信模块(106)、电源模块(107)、穿戴头盔(108)。

所述的光学镜头(101)与感光传感器(102)连接，而感光传感器(102)的另一端与信号处理电路(103)连接，信号处理电路(103)和系统主控电路(104)连接。

所述的系统主控电路(104)与显示装置(105)、无线通信模块(106)连接。

所述的电源模块(107)为短波红外可穿戴视觉增强设备(100)提供所需电源。

所述的(101)～(107)模块安装于穿戴头盔(108)。

所述的管理平台(200)包括无线通信模块(106)、集中显示模块(201)、控制模块(202)、集中存储模块(203)。

本实用新型的有益效果在于：

1.通过上述技术方案实现了一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，使用者在微光源的环境下仍可以获得清晰可视的图像。在短波红外区内，景物的光谱反射系数的差别比可见光的大，因而图像的对比度增强，有利于探测和识别目标。从大气传输特性来看，这个波长的大气对辐射的后向散射比可见光的要小，大大提高夜视的作用距离，而且具有透过烟、尘、雾的性能。

2.本实用新型所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，管理平台通过无线模块进行通信，在不同场合下，配置不同的通信方式，兼顾通信距离和传输速率的问题，有效地解决了信息共享问题。

3.本实用新型所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，优选穿戴设备的材料，电路芯片的型号，在设计管理平台和控制模块时，注重人机交互方式，使得产品具有重量轻，功耗低，使用灵活，穿戴方便，交互人性化的特点。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统原理框图；

图2是本实用新型的短波红外可穿戴视觉增强设备原理框图；

图3是本实用新型的短波可穿戴视觉增强设备安装示意图；

图4是本实用新型的管理平台原理框图。

图5是本实用新型的另一种实施方式原理框图。

图中附图标记表示为：100-短波红外可穿戴视觉增强设备，101-光学镜头，102-感光传感器，103-信号处理电路，104-系统主控电路，105-显示装置，106-无线通信模块，107-电源模块，108-穿戴设备，200-管理平台，201-集中显示模块，202-控制模块，203-集中存储模块。

具体实施方式

参照图1，短波红外可穿戴视觉增强设备100通过无线通信模块106，采用无线技术与管理平台200进行通信。管理平台200可对设备进行实时操作和控制，包括图像抓拍，指令发送等功能。

优选地，无线通信模块106的通信方式是WI-FI、Zigbee或者UWB技术，以满足不同距离和通信速度要求。

参照图2，光学镜头101与感光传感器102连接，而感光传感器102的另一端与信号处理电路103连接，信号处理电路103和系统主控电路104连接，所述的系统主控电路104与显示装置105、无线通信模块106连接，电源模块107为短波红外可穿戴视觉增强设备100提供所需电源。

所述的光学镜头101，其特征是：可获取物体反射的短波红外光并实现聚焦功能。

所述的感光传感器102，其特征是：采用InGaAsIII-V族化合物半导体材料制成焦平面探测器，将接收到的光信号转换成电信号，响应区域覆盖0.9～1.7μm短波红外波段。

所述的信号处理电路103，其特征是：实现信号电信号的模数转换以及图像的检测、补偿、校正等预处理功能。

所述的系统主控电路104，其特征是：通过系统主控电路实现短波红外可穿戴视觉增强设备的参数设定、图像抓拍、影像录制等功能。

优选地，信号处理电路103以FPGA作为主控制芯片，读取感光传感器输出的电信号后将其转成图像信号。

优选地，显示装置105可以为柔性屏幕或者液晶显示屏。

优选地，电源模块107采用12V锂电池。

在具体实施时，参照图3，光学镜头101、感光传感器102、信号处理电路103以及系统主控电路104安装于穿戴头盔108前方中间位置，显示装置105位于穿戴头盔108帽檐下方，无线通信模块106、电源模块107安装于穿戴头盔108侧方位置。

参照图4，所述的管理平台200包括无线通信模块106、集中显示模块201、控制模块202、集中存储模块203。

所述的集中显示模块201，是管理平台显示装置，可实时红外可穿戴视觉增强设备100采集到的图像信息。

所述的控制模块202，作为管理平台200的控制模块，对红外可穿戴视觉增强设备100进行实时操控，包括图像信息进行共享、传输以及后台处理。

优选地，集中显示模块201可以为液晶显示屏；

优选地，集中存储模块203为大容量硬盘。

如图5所示，本实施例所述的短波红外可穿戴视觉增强设备100可以为一个，也可以为多个，作为一种可选的实施方式，多个短波红外可穿戴视觉增强设备100之间通过各自的无线通信模块106，采用无线技术实现相互间通信。管理平台200可对多个设备进行实时操作和控制，包括图像抓拍，指令发送等功能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于包括：短波红外可穿戴视觉增强设备(100)，包括光学镜头(101)、感光传感器(102)、信号处理电路(103)、系统主控电路(104)、显示装置(105)、无线通信模块(106)、电源模块(107)、穿戴设备(108)，所述的(101)～(107)安装于穿戴头盔(108)；管理平台(200)，其包括无线通信模块(106)、集中显示模块(201)、控制模块(202)、集中存储模块(203)；所述管理平台(200)通过无线通信模块(106)利用无线技术实现对短波红外可穿戴视觉增强设备(100)的操控。

2.如权利要求1所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于：光学镜头(101)与感光传感器(102)一端连接，感光传感器(102)的另一端与信号处理电路(103)连接；信号处理电路(103)和系统主控电路(104)连接，所述的系统主控电路(104)通过数据线与显示装置(105)、无线通信模块(106)连接；电源模块(107)为短波红外可穿戴视觉增强设备(100)提供所需电源。

3.一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于：光学镜头(101)、感光传感器(102)、信号处理电路(103)以及系统主控电路(104)集成在一个外壳结构中，安装于穿戴头盔(108)前方中间位置；显示装置(105)安装于穿戴头盔(108)下方；无线通信模块(106)、电源模块(107)安装于穿戴头盔(108)侧方位置。

4.如权利要求1所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于：光学镜头(101)，可获取物体反射的短波红外光并实现聚焦功能。

5.如权利要求1所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于：感光传感器(102)，采用InGaAs III-V族化合物半导体材料制成焦平面探测器，将接收到的光信号转换成电信号，响应区域覆盖0.9～1.7μm短波红外波段；

6.如权利要求1所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于：信号处理电路(103)包含信号调理模块，模数转换模块，以及图像纠错模块；通过信号调理电路对感光传感器(102)的输出信号进行滤波放大处理，模数转换模块实现信号的模拟量到数字量的转换，最终通过图像预处理模块实现图像的检测、补偿、校正等功能；

7.如权利要求1所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于：系统主控电路(104)，通过识别肢体动作或语音产生触发信号，触发信号的效果可直接通过显示装置(105)观察，进而实现参数设定、图像抓拍、影响录制等功能。

8.如权利要求1所述的一种短波红外可穿戴视觉增强交互系统，其特征在于：管理平台(200)，通过无线通信模块(106)利用无线技术，可收取多个设备图像信息，实现信息共享、传输、存储以及后台处理；同时可对多个设备分别发送指令，进行实时操作和控制。