一种智能头盔及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种智能头盔技术领域，尤其涉及一种智能头盔及其使用方法。

背景技术

人的主要信息获取感官都在头部，而传统头盔通常只具备保护性作用，或提供辅助照明功能，其本身功能有限，在复杂状况下甚至会干扰佩戴者对于信息的捕捉分析。随着现代社会的发展，军事、侦察、救援、勘探等特种任务需要更加完备的技术支持，传统头盔在一定程度上无法满足复杂状况的任务需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能头盔及其使用方法，解决了现有技术中传统头盔难以满足复杂状况下多类任务需求的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能头盔，包括：

头盔本体、通信单元、多相机视觉单元、控制单元、激光投影单元、显示单元、蓝牙耳麦单元和电源单元；

所述通信单元、所述多相机视觉单元、所述控制单元、所述激光投影单元、所述显示单元、所述蓝牙耳麦单元和所述电源单元设置在所述头盔本体上；

所述通信单元设置在所述头盔本体后部内侧；

所述多相机视觉单元设置在所述头盔本体外侧的左侧目镜上方，用于采集图像信息；

所述控制单元设置在所述头盔本体侧面穿戴者耳朵位置；

所述激光投影单元为两组，分别设置在所述头盔本体外侧的两侧位置，且所述激光投影单元设置在所述头盔本体外侧的目镜上方；

所述显示单元通过连杆设置在所述头盔本体外侧的左侧所述目镜上方，用于收合至所述多相机视觉单元前方；

所述蓝牙耳麦单元设置在所述头盔本体侧面穿戴者耳朵位置，并与所述控制单元相对设置，用于采集环境音频；

所述电源单元设置在所述头盔本体的正后侧或腰侧。

作为优选，所述通信单元包括蓝牙模块、WiFi模块、无线电模块、有线通信模块和GPS定位系统；

所述通信单元、所述控制单元、所述激光投影单元、所述显示单元和所述蓝牙耳麦单元通过所述蓝牙模块、所述WiFi模块和所述无线电模块进行无线信息通讯；

所述有线通信模块用于在所述无线信息通信失效或受干扰时，进行切换至有线信息通讯；

所述GPS定位系统用于实时向指挥部传递位置信息。

作为优选，还包括防尘框架，所述多相机视觉单元设置在所述防尘框架内；

所述多相机视觉单元包括热成像相机、微光夜视相机和可调焦RGB相机，其中，所述可调焦RGB相机可用于通过调焦和图像处理放大所述图像信息；

所述热成像相机、所述微光夜视相机和所述可调焦RGB相机通过所述头盔本体的内嵌排线与所述控制单元连接。

作为优选，所述控制单元包括芯片和控制面板，所述芯片通过所述头盔本体的内嵌排线接收所述多相机视觉单元的图像信息信号，所述控制面板通过所述显示单元进行操作与反馈，或通过位于所述头盔本体左侧的所述激光投影单元进行操作与反馈，或通过所述蓝牙耳麦单元进行音效反馈。

作为优选，所述激光投影单元用于以预设角度对所述目镜进行投影，所述激光投影单元在所述显示单元收至收合状态时，所述显示单元与所述多相机视觉单元受所述控制单元控制同步进入待机状态，所述激光投影单元用于代替所述多相机视觉单元对所述目镜进行投影显示所述控制单元的操作与反馈。

作为优选，所述显示单元包括OLED显示屏和加厚防护机构，所述OLED显示屏设置在所述加厚防护机构内，所述加厚防护机构通过所述连杆连接所述头盔本体。

作为优选，所述蓝牙耳麦单元包括耳机、音频收集模块和麦克风；

所述音频收集模块用于采集环境音频；

所述耳机设置在所述头盔本体的内侧面穿戴者耳朵位置；

所述麦克风设置在佩戴者嘴部附近，用于收集佩戴者的语音，并进行语音交流。

作为优选，还包括设置在所述头盔本体侧面的多个有线通信接口，所述有线通信接口为USB接口或Type-C接口。

作为优选，所述头盔本体底侧设置有电源接口和电源输出接口，通过所述头盔本体的内嵌排线为所述通信单元、所述多相机视觉单元、所述控制单元、所述激光投影单元、所述显示单元和所述蓝牙耳麦单元供电。

本发明还提供一种基于上述任一项所述的智能头盔的使用方法，包括以下步骤：

通信单元先与控制单元进行有线连接后，所述控制单元、激光投影单元、显示单元和蓝牙耳麦单元再通过所述通信单元建立无线信息通信；

所述控制单元控制所述蓝牙耳麦单元对所述环境音频进行降噪或音频特征分析，用于佩戴者进行分析处理；

所述多相机视觉单元实时获取包括热成像、微光夜视和RGB三种维度的图像信息，通过所述控制单元对可调焦RGB相机进行调焦缩放从而放大观察画面，并同时结合AR技术对图像信息进行分析处理，得到处理后的图像信息；

所述显示单元与所述多相机视觉单元同时受所述控制单元控制，在无需使用所述显示单元的情况下，通过连杆将所述显示单元收缩并固定至防尘框架前方；

当所述显示单元收至收合状态时，所述显示单元与所述多相机视觉单元受所述控制单元控制同步进入待机状态，则位于所述头盔本体左侧的所述激光投影单元代替所述多相机视觉单元对目镜进行投影显示所述控制单元的操作与反馈；

当所述多相机视觉单元打开至显示状态时，所述显示单元与所述多相机视觉单元受所述控制单元控制同步进入打开状态，则位于所述头盔本体左侧的所述激光投影单元受所述控制单元控制进入待机状态，不在所述目镜上显示投影信息；

所述显示单元显示所述控制单元搭载的操作系统和所述处理后的图像信息。

本发明的有益效果至少包括：

1、本发明不仅具有传统头盔的全部功能，还具备音频及图像信息处理功能，能协助佩戴者进行复杂环境的信息处理。

2、本发明设置的各模块同时具备无线通信和有线通信模式，在正常使用情况下无需考虑因为摩擦、位移、振动导致的有线通信脱落；在无线通信失效或受干扰大的情况下也能及时切换模式。

3、本发明相比于现有的智能头盔类产品，继承了较新的激光投影技术，在对控制面板进行操作的时候具备较好的操作反馈手段，也能实时从目镜上得到生命体征，空气分析等复杂环境下重要的信息提示。

4、本发明具备良好的泛用性，通过对控制单元内的芯片进行编程，或采用控制单元内的定制操作面板即可满足不同环境不同要求下的任务需求。

5、本发明综合了现有便捷性传感交互技术，既考虑了各单元安置位置对于操作的便捷性，也考虑了单元运行的安全性和稳定性。除电池单元外，外侧单元(包括控制单元控制面板)受到干扰或外力击打均不影响其余单元运行，在保证头盔安全性的前提下能够实现头部感官与环境的高度信息交互。

附图说明

图1为本发明实施例一种智能头盔的左视图；

图2为本发明实施例一种智能头盔的右视图；

图3为本发明实施例多相机视觉单元-显示单元启用图；

图4为本发明实施例多相机视觉单元-显示单元闭合图；

图5为本发明实施例的各单元通信示意图。

附图标记说明

1-头盔本体，2-通信单元，3-多相机视觉单元，4-控制单元，5-激光投影单元，6-显示单元，7-蓝牙耳麦单元，8-电源单元，9-连杆，10-防尘框架，11-内嵌排线，12-目镜。

具体实施方式

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1为本发明实施例一种智能头盔的左视图，图2为本发明实施例一种智能头盔的右视图，包括：

头盔本体1、通信单元2、多相机视觉单元3、控制单元4、激光投影单元5、显示单元6、蓝牙耳麦单元7和电源单元8；

所述头盔主体1与传统头盔结构无异，仅对各单元安装部分进行简单机械改造。

还包括设置在所述头盔本体1侧面的多个有线通信接口，所述有线通信接口为USB接口或Type-C接口，用以在必要时刻与蓝牙耳麦单元7、控制单元4和显示单元6进行有线连接。

所述头盔本体1底侧设置有电源接口和电源输出接口，通过所述头盔本体1的内嵌排线11为所述通信单元2、所述多相机视觉单元3、所述控制单元4、所述激光投影单元5、所述显示单元6和所述蓝牙耳麦单元7供电。

所述通信单元2、所述多相机视觉单元3、所述控制单元4、所述激光投影单元5、所述显示单元6、所述蓝牙耳麦单元7和所述电源单元8设置在所述头盔本体1上；

所述通信单元2设置在所述头盔本体1后部内侧；

所述通信单元2包括蓝牙模块、WiFi模块、无线电模块、有线通信模块和GPS定位系统；

所述通信单元2、所述控制单元4、所述激光投影单元5、所述显示单元6和所述蓝牙耳麦单元7通过所述蓝牙模块、所述WiFi模块和所述无线电模块进行无线信息通讯，以及短距离通信。

所述无线电模块的天线部分从所述头盔本体1中伸出。

所述有线通信模块用于在所述无线信息通信失效或受干扰时，进行切换至有线信息通讯；

所述GPS定位系统用于实时向指挥部传递位置信息。

所述多相机视觉单元3设置在所述头盔本体1外侧的左侧目镜上方，用于采集图像信息；

还包括防尘框架10，所述多相机视觉单元3设置在所述防尘框架10内，防止烟尘、灰霾等在多相机视觉单元3上堆积；

所述多相机视觉单元3包括热成像相机、微光夜视相机和可调焦RGB相机，其中，所述可调焦RGB相机可用于通过调焦和图像处理放大所述图像信息；

所述热成像相机、所述微光夜视相机和所述可调焦RGB相机通过所述头盔本体1的内嵌排线11与所述控制单元4连接，实现高速传输且不受电磁干扰。

所述控制单元4设置在所述头盔本体1侧面穿戴者耳朵位置；

需要说明的是，所述控制单元4默认设置在所述头盔本体1左耳内侧面；控制单元4非默认设置时，穿戴者耳朵当根据使用者利手情况，可将蓝牙耳麦单元7设置于利手侧，而将控制单元4设置于非利手侧，便于在利手侧抓握物体或进行操作的同时用非利手对头盔各单元进行控制。

所述控制单元4包括芯片和控制面板，进行信息处理以及对各单元的控制，所述芯片通过所述头盔本体1的内嵌排线11接收所述多相机视觉单元3的图像信息信号，所述控制面板通过所述显示单元6进行操作与反馈，或通过位于所述头盔本体1左侧的所述激光投影单元5进行操作与反馈，或通过所述蓝牙耳麦单元7进行音效反馈。

需要说明的是，芯片和控制面板可根据任务需求或环境需求进行控制面板更换和芯片编程，控制面板包括对面板的按钮、旋钮、开关的数量和位置定制，控制面板位于左耳处，可通过左手进行操作。

所述激光投影单元5为两组，分别设置在所述头盔本体1外侧的两侧位置，且所述激光投影单元5设置在所述头盔本体1外侧的目镜12上方；

所述激光投影单元5用于以预设角度对所述目镜12进行投影，包括电量、生命体征信息、简易消息提醒、控制面板操作反馈等；

优选的，所述预设角度为30度，所述激光投影单元5在所述显示单元6收至收合状态时，所述显示单元6与所述多相机视觉单元3受所述控制单元4控制同步进入待机状态，减少信息处理资源损耗以及电量损耗，所述激光投影单元5用于代替所述多相机视觉单元3对所述目镜12进行投影显示所述控制单元4的操作与反馈。

参见图3为本发明实施例多相机视觉单元-显示单元启用图，图4为本发明实施例多相机视觉单元-显示单元闭合图，所述显示单元6通过连杆9设置在所述头盔本体1外侧的左侧所述目镜12上方，用于收合至所述多相机视觉单元3前方，实现保护所述多相机视觉单元3并减少烟尘灰霾在所述多相机视觉单元3上的堆积；

所述显示单元6包括OLED显示屏和加厚防护机构，所述OLED显示屏设置在所述加厚防护机构内，所述加厚防护机构通过所述连杆9连接所述头盔本体1。

所述蓝牙耳麦单元7设置在所述头盔本体1侧面穿戴者耳朵位置，并与所述控制单元4相对设置，用于采集环境音频；

需要说明的是，所述蓝牙耳麦单元7默认设置在所述头盔本体1右耳外侧面；蓝牙耳麦单元7非默认设置时，穿戴者耳朵当根据使用者利手情况，可将蓝牙耳麦单元7设置于利手侧，而将控制单元4设置于非利手侧，便于在利手侧抓握物体或进行操作的同时用非利手对头盔各单元进行控制。

所述蓝牙耳麦单元7包括耳机、音频收集模块和麦克风；

所述音频收集模块用于采集环境音频；

所述耳机设置在所述头盔本体1的内侧面穿戴者耳朵位置；

所述麦克风设置在佩戴者嘴部附近，用于收集佩戴者的语音，并进行语音交流。

所述电源单元8设置在所述头盔本体1的正后侧或腰侧，以减少受外力打击可能性。

需要说明的是，所述电源单元8默认设置在所述头盔本体1的正后侧，也可根据任务情况将所述电源单元8设置在腰部，通过长电源线连接至头盔本体1底侧设有的电源接口。

参见图5为本发明实施例的各单元通信示意图，提供了一种基于上述任一项所述的智能头盔的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1：通信单元2先与控制单元4进行有线连接后，所述控制单元4、激光投影单元5、显示单元6和蓝牙耳麦单元7再通过所述通信单元2建立无线信息通信；

步骤S2：所述控制单元4控制所述蓝牙耳麦单元7对所述环境音频进行降噪或音频特征分析，用于佩戴者进行分析处理；

步骤S3：所述多相机视觉单元3实时获取包括热成像、微光夜视和RGB三种维度的图像信息，通过所述控制单元4对可调焦RGB相机进行调焦缩放从而放大观察画面，并同时结合AR技术对图像信息进行分析处理，得到处理后的图像信息；

步骤S4：所述显示单元6与所述多相机视觉单元3同时受所述控制单元4控制，在无需使用所述显示单元6的情况下，通过连杆9将所述显示单元6收缩并固定至防尘框架前方；

当所述显示单元6收至收合状态时，所述显示单元6与所述多相机视觉单元3受所述控制单元4控制同步进入待机状态，则位于所述头盔本体1左侧的所述激光投影单元5代替所述多相机视觉单元3对目镜12进行投影显示所述控制单元4的操作与反馈；

当所述多相机视觉单元3打开至显示状态时，所述显示单元6与所述多相机视觉单元3受所述控制单元4控制同步进入打开状态，则位于所述头盔本体1左侧的所述激光投影单元5受所述控制单元4控制进入待机状态，不在所述目镜12上显示投影信息；

步骤S5：所述显示单元6显示所述控制单元4搭载的操作系统和所述处理后的图像信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。