CN214103396U - 一种头戴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种头戴装置，包括图像采集单元(1)，近眼显示单元(2)，集成控制器(4)，头戴组件(7)，信息传输模块(9)，所述的近眼显示单元(2)设置在头戴组件(7)上靠近人眼的位置，与所述集成控制器(4)的图像采集单元(1)电连接；所述的集成控制器(4)，可拆卸的连接到固定在头戴组件(7)的一侧，所述的信息传输模块(9)设置在集成控制器(4)内，用于外部指挥中心或用户终端进行信息交互传输。本发明的技术方案实现了头戴装置与指挥中心的双向数据传输，指挥中心可根据现场的整体情况快速的做出安排并立刻传达至每位救援人员，提高了救援效率。

Description

一种头戴装置

技术领域

本实用新型涉及一种头戴装置，尤其是一种可应用在消防救援环境的头戴装置。

背景技术

近年来火灾事故频发，消防救援难度也不断提高，火灾现场往往是浓烟、浓雾、等黑暗视力受阻环境，导致被困人员搜救困难，消防员直接目视寻找难度大，且火场指挥员需要在火场外指挥救火行动，无法获得现场消防员的信息，也无法看到火场的现场实际情况，无法给出直接有效的建议；消防员进入火场后靠自身能力完成救火行动，与场外的指挥员只能通过对讲交流，现场的图像、视频等信息无法传送；且消防员彼此间无协同作业，无法点对点的交流并展现现场场景，因此，对消防员的个人能力要求高，消防员面临的风险大，救援效率低；其它紧急情况下，比如在执行野外搜救或夜晚寻人时，也缺少相应的辅助工具来辅助搜救，救援难度大。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种头戴装置，利红外摄像头可以穿透烟雾的特性，可帮助消防员及指挥中心快速的判断现场火情，同时还实现了操作者与指挥中心多媒体信息的双向传输及各个操作者之间多媒体信息的双向传输，极大的提高了消防救援的效率和安全性。

本实用新型提供了一种头戴装置，其包括：

图像采集单元1，近眼显示单元2，集成控制器4，头戴组件7，信息传输模块9，所述的近眼显示单元2设置在头戴组件7上靠近人眼的位置，与所述集成控制器4的图像采集单元1电连接，用于接收并显示图像信息；所述的集成控制器4，可拆卸的连接到固定在头戴组件7的一侧，包括图像采集单元1，所述的图像采集单元1用于采集环境图像和/或视频信息；所述的信息传输模块9，设置在集成控制器4内，用于外部指挥中心或用户终端进行信息交互传输。

进一步的，所述的集成控制器4还包括控制单元8，与集成控制器4电连，位于集成控制器4的内部或外部，所述的控制单元8可以为手机端的APP，也可以为手持的控制端，或可以为处理器，即所述的控制单元8可以根据场景的不同，可自由替换。

进一步的，所述的图像采集单元1包括红外热成像摄像头11、可见光摄像头12，所述的红外热成像摄像头11，用于采集红外热成像信息，可见光摄像头12，用于采集可见光成像信息,所述的近眼显示单元2为单侧显示单元，位于人的左眼侧或右眼侧，近眼显示单元2的显示部分为光波导模组或自由曲面模组。

优选的，所述的头戴装置将红外热成像信息及可见光成像信息同时发送至外部指挥中心或用户终端。

可选的，在正常可见情况下，所述的头戴装置将可见光成像信息发送到外部指挥中心或用户终端，和/或显示在近眼显示单元2中；在可见度不高的情况下，自动切换红外热成像信息发送给外部指挥中心或用户终端，和/或显示在近眼显示单元2中。在某些视线不佳的情况下，比如夜晚寻人或夜晚救援时，所述的红外热成像摄像头11产生的红外热成像信息优先在近眼显示单元2上显示。

进一步的，还包括声音采集单元3，与集成控制器4电连，所述的声音采集单元3包括语音麦克31及环境麦克32，所述的语音麦克31靠近人的嘴部，用于采集用户的声音，所述的环境麦克32位于集成控制器4或头戴组件7的外部，用于采集环境的声音，所述的声音采集单元3接收用户的声音指示，所述的集成控制器4接收后，识别并分析用户的声音指示，并执行相应的措施/命令/操作等。

进一步的，所述的集成控制器4包括控制单元接口41、信息转换单元5、图像采集单元1，所述的控制单元接口41的一端位于集成控制器4的内部，与信息转换单元5相连，另一端具有与控制单元8相匹配的接口，位于集成控制器4的内部或外部，所述的图像采集单元1与信息转换单元5电连。

进一步的，所述的集成式控制器4还包括电源43，为头戴式面罩的供能来源，可拆卸的位于集成式控制器4内部，所述的电源43可以为电池，也可以为其它的电源装置；所述的电源43也可位于集成式控制器4的外部，通过通用接口与集成式控制器4相连接，方便用户随时更换电源；所述的电源43还可以由控制单元8提供，实现集成化。

进一步的，所述的集成式控制器4还包括功能按键44，设置在集成控制器4的外侧，包括开关键、主动呼叫键、菜单键、菜单上选择键、菜单下选择键、确认键、报警键、信号灯控制键、照明灯控制键中的至少一种，各个按键的大小、形状不同，触摸时可分辨出按键类型，位于用户容易触摸到的位置，确保视线不佳或其它情况下，用户可以通过触摸的方式控制头戴装置；当所述的主动呼叫键/报警键被按下时，向外发送警报信息，和/或发送红外热成像摄像头11及可见光摄像头12中的信息。

进一步的，还包括信号灯模块，与集成控制器4相连，所述的信号灯模块包括一个或多个信号灯及信号灯控制键，所述的信号灯控制键用于控制信号灯的明灭和/或闪烁方式，所述的信号灯控制键可产生闪光信号，和/或向外部指挥中心或用户终端发送报警指令，和/或产生指定的灯语信息。

进一步的，还可以设置有照明灯，与所述的集成控制器4电连，所述的照明灯可以单独设置，也可将信号灯当作照明灯使用。

可选的，所述的信息转换单元5包括视频转换模块及音频转换模块，位于集成控制器4内。

进一步的，还包括定位模块，位于集成控制器4中，所述的定位模块获取使用者的信息，通过信息传输模块9发送到外部。

进一步的，还包括图像处理单元，设置在集成控制器4内部，对采集的图像和/或视频进行识别并分析环境状态，给出环境状态判断结果，发出相应的报警和/或指令。

进一步的，所述的信息传输模块9具有无线传输功能，所述的无线传输方式包括但不限于4G、5G、WIFI、蓝牙、红外。

进一步的，所述的集成控制器4还包括光线感应器。

本实用新型的技术方案具有如下有益的技术效果：

一是本实用新型的图像采集单元具有红外热成像摄像头，可有效穿透烟雾并感知现场的温度，探测生命体，帮助消防员或救援人员快速了解现场环境；二是本实用新型具有红外热成像摄像头及可见光摄像头，两者的视频信息可同时传输至指挥中心云端的服务器，指挥中心可快速、全面的了解现场的整体情况并及时的做出下一步的指示与安排；三是实现了头戴装置与指挥中心的双向数据传输，指挥中心可根据现场的整体情况快速的做出安排并立刻传达至每位消防员或救援人员，消防员或救援人员在现场中即可接收到指挥中心的语音信息、图像信息或其它多媒体信息，节省了进出现场交流的时间，提高了救援效率；四是头戴装置彼此间的双向数据传输，使各个使用者之间具有协同作业能力，在使用者有需求时，可自行寻求相关人员的帮助或帮助他人，提高了救援效率；五是本实用新型的头戴装置除了可应用于消防场景外，还可适用于其它多种场景，如野外搜救、夜晚寻人等，且可以根据场景的不同及实际需要，自由更换控制单元8，应用范围广泛。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种头戴装置外侧结构示意图(不含口鼻罩、供气阀、过滤器)；

图2是本实用新型实施例的一种头戴装置内侧结构示意图(不含口鼻罩、供气阀、过滤器)；

图3是本实用新型集成控制器4的内部结构示意图；

图4是本实用新型的一种头戴装置的实施例的电连接示意图；

图5是本实用新型的一种头戴装置的云服务连接示意图。

附图标记：

1-图像采集单元；11-红外热成像摄像头；12-可见光摄像头；

2-近眼显示单元；

3-声音采集单元；31-语音麦克；32-环境麦克；

33-喇叭；

4-集成控制器；41-控制单元接口；43-电源；44-功能按键；

5-信息转换单元；

7-头戴组件；

8-控制单元；

9-信息传输模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1-图2显示了本实用新型头戴装置的整体结构，图1为外侧结构示意图，图2为内侧结构示意图，由于口鼻罩、供气阀、过滤器为通用组件，因此未在示意图中示出。

图3为本实用新型的头戴装置中集成控制器4的内部结构示意图。

如图1-5所示，本实用新型的头戴装置包括图像采集单元1、近眼显示单元2、声音采集单元3、集成控制器4、信息转换单元5、头戴组件7、控制单元8、信息传输模块9。

所述的近眼显示单元2，设置在头戴组件7上内侧靠近人眼的位置，与所述集成控制器4的图像采集单元1通过信息转换单元5电连，用于接收并显示图像信息；集成控制器4，可拆卸的连接到固定在头戴组件7的一侧，包括：图像采集单元1及信息转换单元5，所述的图像采集单元1用于采集环境图像和/或视频信息，所述的信息转换单元5用于内部图像、音频/视频等多媒体信息的转换与传输；信息传输模块9，设置在集成控制器4中或控制单元8中，用于外部指挥中心或用户终端进行信息交互传输。

所述的图像采集单元1包括：红外热成像摄像头11，采集红外热成像信息；可见光摄像头12，采集可见光成像信息，在正常可见情况下，将可见光成像信息发送到外部指挥中心或用户终端；在可见度不高的情况下，自动切换红外热成像信息发送给外部指挥中心或用户终端，

可选的，在夜晚或视线不佳的情况下，红外热成像摄像头11产生的红外热成像信息优先在近眼显示单元2上显示。

优选的，近眼显示单元2的显示部分为光波导模组或自由曲面模组，为单侧显示单元，位于人的右眼侧。

进一步的，还包括声音采集单元3，用于采集声音信息，可采集环境声音及用户声音，集成控制器4接收后，识别并分析用户的声音指示，采取相应的措施。

进一步的，还包括喇叭33，位于集成控制器4的外侧贴近人的耳部，与信息转换单元5连接，用于播接收到的声音信息。

进一步的，还包括功能按键44，设置在集成控制器4的外侧，与信息转换单元5连接，便于使用者在不可见环境中容易触摸到，各个按键的大小、形状不同，触摸时可分辨出按键类型，所述的功能按键44包括开关键、主动呼叫键、菜单键、菜单上选择键、菜单下选择键、确认键、报警键、信号灯控制键、照明灯控制键中的至少一种，当主动呼叫键被按下时，向外发送警报信息，和/或发送红外热成像摄像头11及可见光摄像头12中的信息。

进一步的，还包括信号灯模块，与信息转换单元5相连，所述的信号灯模块包括一个或多个信号灯及信号灯控制键，所述的信号灯控制键用于控制信号灯的明灭和闪烁方式，需要时产生闪光信号，或向外部指挥中心或用户终端发送报警指令，若有灯语信息，可产生指定的灯语信息，信号灯可以作为照明灯使用，也可以单独设置照明灯。

进一步的，还包括定位模块，可位于信息转换单元5或控制单元8中，也可位于集成控制器4中，所述的定位模块获取使用者的信息，通过信息传输模块9发送到外部；所述的信息传输模块9具有无线传输功能，信息交互传输方式包括但不限于4G、5G、WIFI、蓝牙、红外；所述的控制单元8可以为手机端的APP，可以为手持的控制端，也可以为处理器或其它形式的对头戴装置的控制方式；供电电源可以由控制单元8提供，也可以为单独的供电电源，位于集成控制器4的内部或外部；所述的集成控制器4还可以包括光线感应器。

优选的，所述的集成控制器4包括信息转换单元5，图像采集单元1及控制单元接口41，所述的信息转换单元5位于集成控制器4内部一侧，与各个单元电连；所述的图像采集单元1与信息转换单元5电连；所述的控制单元接口41，一端位于集成控制器4的内部，与信息转换单元5相连，另一端具有与控制单元8相匹配的接口，位于集成控制器4的内部或外部。

下面结合图1-图5及具体的工作方式，对本实用新型做进一步的说明。

实施例一：

消防员到达救火现场后，确认头戴装置与指挥中心无线连接正常，佩戴后进入火场。

所述的控制单元8可以采用具有反向充电功能的手机并安装有相应的APP软件，通过手机为当前设备供电，手机具有信息传输模块9，与指挥中心通过5G连接。消防员进入火灾现场后，可通过手机端的APP选择在近眼显示单元2中所需要显示的内容。

当然，头戴装置的控制单元8也可采用的是具有信息传输模块9的处理器，通过4G与指挥中心建立连接，内置于集成控制器4中，通过操作功能按键44来选择相应的功能，并在近眼显示单元2中显示，电源为外置式电源，通过通用接口与集成控制器4相连接。

所述的头戴装置的控制单元8也可为手持式具有信息传输模块9的控制器，可通过控制器中的按键选择所需要的功能，并显示在近眼显示单元2中。

消防员进入火场后，可打开手机的APP控制当前的头戴装置，将红外热成像摄像头11中的信息显示在近眼显示单元2中，即可获得当前火场的实时热成像信息，且红外热成像可有效的穿透烟雾，因此，消防员通过近眼显示单元2可看到烟雾中及烟雾后的物体，帮助消防员快速发现着火点及生命体。

当有需要时，消防员可以选择显示可见光摄像头12中的信息。

消防员可根据需要，通过操作功能按键44代替手机端的APP的操作，手机端的APP中的内容可在近眼显示单元2中同步显示，方便消防员的操作同时保证了消防员可时刻关注现场的火情，提高人身的安全性。

指挥中心可实时的接收到每个消防员的图像采集单元1中的信息、所在的当前的位置信息及当前环境的声音信息，图像信息包含红外热成像摄像头11及可见光摄像头12中的信息，与声音信息一起共同判断现场的火情以便于指挥中心全面掌握火场的动态以便做出及时的调整，如根据每个消防员实时的图像采集单元中的信息初步判断现场火情的严重度及着火点，根据声音判断是否存在爆炸的可能及燃烧的程度等，根据现场情况是否需要增加救援人员，或消防员是否可以前进，或及时撤离，或安排其它消防人员进入指定区域实施救援作业等。

若指挥中心需将信息需要传递至消防员时，指挥中心可与头戴装置主动连接，将指定的多媒体信息，如声音、图像、视频、文字等信息通过无线连接的方式将信息发送至头戴装置中，进而显示在消防员的近眼显示单元2中。

若有需要，消防员可以与指挥中心连接，获得所有的当前火场的所有消防员的个人信息及所在位置信息后，选择需要连接的消防员，即可实现双方的无线连接，双方可以通过语音麦克31及喇叭33进行语音沟通，也可通过近眼显示单元2看到对方图像采集单元1中的信息。

头戴装置通过无线网络实现了协同式作业，指挥中心也随时掌握其动态并可加入连接进行指导，消防员自由操作的空间大，灵活度高，减少了的指挥中心的工作负担，有经验的消防员在救火现场除了参与救火行动外，还可在条件适宜的情况下对其它的消防员进行指导与主动增援，体现了协同式作业的优点。

实施例二：

在野外搜救时，救援人员确认头戴装置与指挥中心无线连接正常，佩戴后进入野外搜救现场。

所述的信息模块9采用5G方式与指挥中心联接，位于集成控制器4中，控制单元8为应用在野外场景的处理器。

头戴装置具有光线感应器，位于集成控制器4的外侧，与集成控制器4相连，控制单元8获得光线感应器中的信息，在光线充足时，即正常可见情况下，将可见光成像信息发送到指挥中心，在光线不足时，即在可见度不高的情况下，自动切换红外热成像信息发送给指挥中心，指挥中心也可根据需要选择需要获得的图像信息。

若有需要，救援人员可以与指挥中心连接，获得所有的当前野外搜救的所有人员的个人信息及所在位置信息后，选择需要连接的救援人员，即可实现双方的无线连接，双方可以通过语音麦克31及喇叭33进行语音沟通，也可通过近眼显示单元2看到对方图像采集单元1中的信息，在光线充足时，即正常可见情况下，近眼显示单元2优先显示对方的可见光成像信息，在光线不足时，即在可见度不高的情况下，优先显示对方的红外热成像信息，当然，救援人员也可根据需要选择需要获得的对方的图像信息。

所述的声音采集单元3用于采集救援人员声音，集成控制器4接收、识别并分析救援人员的声音指示，如“呼叫指挥中心”、“紧急报警”、“照明灯”等，根据不同的声音指示，采取相应的措施，如与指挥中心联络、执行报警操作、开/关照明灯等。

实施例三：

在夜晚寻人时，救援人员确认头戴装置与指挥中心无线连接正常，佩戴后进入寻人现场。

头戴装置默认在近眼显示单元2上优先显示红外热成像摄像头11产生的红外热成像信息，可通过该热成像信息发现生命体。

头戴装置具有一个或多个信号灯，位于头戴组件的7的四周，通过信息转换单元5与控制单元8相连，所述的信号灯也可以为手持式或其它的方式与头戴装置连接，当然，也可以作为照明灯使用。

头戴装置还具有信号灯控制键，所述的信号灯控制键用于控制信号灯的明灭，若有约定信号灯闪烁的方式并表达一定的含义，可以根据事先预置闪烁方式，控制信号灯的闪烁，表达灯语信息。

所述的信号灯控制键还可以产生闪光信号，和/或向指挥中心发送报警指令，或向附近的头戴装置发送报警指令，或向所有的头戴装置发送报警指令。

头戴装置还单独设置有照明灯，位于头戴组件7的一侧，与信息转换单元5相连。

为了便于夜晚搜救人员的操作，所述的功能按键位于集成控制器4的外侧便于使用者在不可见的环境中容易触摸到的位置，且每个按键具有不同的大小与形状，便于搜救人员通过触摸的方式判断出按键功能，并执行相应的操作。

实施例四：

所述头戴装置的控制单元8可根据不同的场景及实际应用进行更换，通过控制单元接口41与头戴装置相连，控制单元接口41位于集成控制器4的内部或外部，方便与控制单元8相连。

所述的控制单元8可以采用具有反向充电功能的手机并安装有相应的APP软件，通过手机为当前设备供电；也可为处理器，内置于集成控制器4中，通过操作功能按键44来选择相应的功能；也可为手持式控制器，可通过控制器中的按键选择所需要的功能，并显示在近眼显示单元2中。

头戴装置具有单独的图像处理单元，可以设置在集成控制器4内部的信息转换单元5上或控制单元8中，所述的图像处理单元可针对不同的场景，对采集的图像和/或视频进行识别，分析当前的环境状态及不同的目标。当处于消防场景时，所述的图像处理单元可识别不同的危险，如提示着火点、温度过高报警、可能产生的爆炸等，紧急时可发出报警或指令至指挥中心，若处于野外搜救场景或夜晚寻人的场景时，可辅助救援人员识别生命体并提示救援，发出报警提示或指令。

显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种头戴装置，其特征在于，包括：

头戴组件(7)；

集成控制器(4)，可拆卸的连接到固定在所述头戴组件(7)的一侧，包括图像采集单元(1)，所述的图像采集单元(1)用于采集环境图像和/或视频信息；

近眼显示单元(2)，设置在所述头戴组件(7)上靠近人眼的位置，与所述集成控制器(4)的图像采集单元(1)电连接，用于接收并显示图像信息；

信息传输模块(9)，设置在所述集成控制器(4)内，用于外部指挥中心或用户终端进行信息交互传输。

2.根据权利要求1所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的图像采集单元(1)包括：

红外热成像摄像头(11)，采集红外热成像信息，和/或可见光摄像头(12)，采集可见光成像信息。

3.根据权利要求1所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的近眼显示单元(2)的显示部分为光波导模组或自由曲面模组。

4.根据权利要求1所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的近眼显示单元(2)为单侧显示单元，位于人的左眼侧/右眼侧。

5.根据权利要求1所述的一种头戴装置，其特征在于，还包括声音采集单元(3)，与集成控制器(4)电连，所述的声音采集单元(3)包括语音麦克(31)及环境麦克(32)，所述的语音麦克(31)靠近人的嘴部，所述的环境麦克(32)位于集成控制器(4)或头戴组件(7)的外部。

6.根据权利要求1所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的集成控制器(4)还包括控制单元(8)，与集成控制器(4)电连，位于集成控制器(4)的内部或外部。

7.根据权利要求6所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的控制单元(8)为手机端的APP，或为手持的控制端，或为处理器。

8.根据权利要求1所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的集成控制器(4)包括电源(43)，可拆卸的位于集成控制器(4)内部，所述的电源(43)可以为电池；或所述的电源(43)位于集成控制器(4)外部，通过通用接口与集成控制器(4)电连。

9.根据权利要求1所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的集成控制器(4)包括控制单元接口(41)、信息转换单元(5)、图像采集单元(1)、控制单元(8)，所述的控制单元接口(41)的一端位于集成控制器(4)的内部，与信息转换单元(5)相连，另一端具有与控制单元(8)相匹配的接口，位于集成控制器(4)的内部或外部，所述的图像采集单元(1)与信息转换单元(5)电连。

10.根据权利要求6、7、9中任一项所述的一种头戴装置，其特征在于，所述的控制单元(8)为供电电源。

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