一种带红外热像仪的智能MR救援头盔制造技术

本发明专利技术涉及图像和应急救援技术领域，具体涉及一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，它包括嵌于头盔外壳上的双目摄像头、红外热像仪，安放在头盔外壳内部的图像探测单元、感知单元，MR显示系统，电缆，和手持端；所述双目摄像头、红外热像仪通过导线与图像探测单元相连；所述图像探测单元通过电缆与手持端相连；所述感知单元通过电缆与手持端相连；所述MR显示系统通过电缆与手持端相连；它具有功能强、适应性好等优势，能增强现场烟雾中环境中的能见度，解决救援人员的灾难现场的环境感知问题，进而保障生命安全，提高搜索和救援效率。

An intelligent MR rescue helmet with infrared thermal imager

The invention relates to the technical field of image and emergency rescue, in particular to an intelligent MR rescue helmet with an infrared thermal imager, which comprises a binocular camera embedded in the helmet shell, an infrared thermal imager, an image detection unit, a sensing unit, an MR display system, a cable, and a hand-held end mounted inside the helmet shell. The eye camera and infrared thermal imager are connected with the image detection unit through a wire; the image detection unit is connected with the hand-held end through a cable; the sensing unit is connected with the hand-held end through a cable; the MR display system is connected with the hand-held end through a cable; it has the advantages of strong function, good adaptability, etc., and can enhance the smoke on the spot. Visibility in the environment can solve the problem of environmental perception of disaster scene for rescue workers, thereby ensuring the safety of life and improving the efficiency of search and rescue.

【技术实现步骤摘要】
一种带红外热像仪的智能MR救援头盔
本专利技术涉及图像和应急救援
，具体涉及一种带红外热像仪的智能MR救援头盔。
技术介绍
随着社会城市化发展，人们越来越集中在城市里生活工作。目前城市中的大部分地区高楼林立，公共场所拥挤，建筑紧凑复杂，加之电力、石油、天然气等能源广泛应用和地址结构变化等，使得各类灾难事故发生的概率不断增加，救援难度也与日俱增。而灾难事故发生后，需要救援人员来进行救援救助，以使得灾难事故中的人们的生命以及财产损失降到最低。但是对于救援人员和指挥人员来说，感知灾难现场的突发情况，了解灾难现场的态势对于保护救援人员的生命安全和做出正确决策的需求是十分迫切。头盔作为救援人员的必要装备之一。传统的救援用的头盔在使用时，存在如下问题：第一是，传统的头盔只是起保护救援人员身体的作用，功能单一。不具有通信功能，使得整个灾难现场中的救援人员不能形成一个整体，发挥整体有序救援，从而提高救援效率。第二是，传统的头盔不具有定位功能，使得救援现场的指挥员，不能根据灾难现场的情况，进行优化调度，更好的指挥救援人员；在保障安全的前提下，最大可能解救灾难现场，挽救生命和财产安全。如果具备定位功能，则能够实时了解灾难现场的环境信息和救援员的位置信息，为救援人员能够对潜在危险做出及时的反应提供足够的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，它采用嵌入红外热像仪、可见光相机和各类传感器，能够在为佩戴人员提供实时MR显示的同时，叠加实时地图和提示信息，并将灾难现场信息和人员状态信息传送给指挥端；它具有功能强、适应性好等优势，能增强现场烟雾中环境中的能见度，解决救援人员的灾难现场的环境感知问题，进而保障生命安全，提高搜索和救援效率；能够实施感知灾难现场的情况，包括热源、烟雾、救援人员状态和位置、现场视频等；同时还具有信息传输功能，尤其是在复杂建筑物情况下的视频或图像传输；能够在保护救援人员生命安全的同时，提高救援效率和现场指挥的实效性。本专利技术所述的一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，它包括嵌于头盔外壳上的双目摄像头、红外热像仪，安放在头盔外壳内部的图像探测单元、感知单元，MR显示系统，电缆，和手持端；所述双目摄像头、红外热像仪通过导线与图像探测单元相连；所述图像探测单元通过电缆与手持端相连；所述感知单元通过电缆与手持端相连；所述MR显示系统通过电缆与手持端相连。进一步地，所述MR显示系统由左眼MR眼镜片、右眼MR眼镜片，眼镜驱动电路一、眼镜驱动电路二，LVDS转换芯片一、LVDS转换芯片二、辅助控制器组成；所述辅助控制器通过IIC总线与眼镜驱动电路一、眼镜驱动电路二相连；所述LVDS转换芯片一、LVDS转换芯片一通过电缆分别与眼镜驱动电路一、眼镜驱动电路二相连。进一步地，所述手持端包括ARM处理器、FPGA电路、图像接口、串口组态屏、LVDS转换芯片三、LVDS转换芯片四、4G内存芯片和外围电路；所述外围电路包括语音编解码芯片、USB集线控制器；所述ARM处理器一端与FPGA电路电连接，ARM处理器另一端分别与语音编解码芯片、2G内存芯片、USB集线控制器电连接；所述ARM处理器通过USB接口与图像接口电连接；所述ARM处理器通过UART接口分别与辅助控制器、串口组态屏电连接；所述FPGA电路另一端分别与LVDS转换芯片三、LVDS转换芯片四和4G内存芯片电连接；进一步地，MR显示系统的MR显示方法，采用如下步骤：S1、图像探测模块通过手持端的按键或指令控制得到可见光、红外图像信号及热成像；其中，可见光图像采用双目摄像头，热像仪采用嵌入式微型高灵敏度热像仪。具体的，双目摄像头采用500万像素，焦距为9mm，热像仪采用长波红外热成像摄像机。本实施例采用的长波红外热成像摄像机具有640x512像素，可以测量温度和热图像，得到烟雾、黑暗环境下的火源位置，生命体征，安全通道信息；S2、感知单元获得环境信息、姿态和生命体征信息后在手持端内形成提示信息图像信号；具体实施时，感知单元通过电缆将获得的信息传送给手持端，手持端解析后将位置，姿态、环境信息编译成无背景的文字信息并存储。S3、手持端根据内部存储的地图或者指挥端传送的实时地图合成地图信息信号；具体实施时，手持端将文字信息缩小，并附加显示位置后与内部存储的地图或者图像感知单元的图像叠加，存储到内存中以便传送到MR显示器；S4、通过手持设置MR显示信息的切换模式，显示模式可以由指挥端通过指令控制，显示模式分为红外模式，可见光模式，提示信息混合模式，地图信息混合模式和无显示模式；在该步骤中，存储在内存中的待显示图像信号由手持端的ARM处理器芯片通过接口出送给手持端的FPGA芯片，经处理后分成左右两帧图像并由LVDS芯片进行协议转换，传递到MR显示系统，显示系统的显示模式由手持端的ARM发出的控制指令决定；S5、救援人员可以通过手势、按键切换、后台控制和语音识别等控制MR显示系统的模式转化。在该步骤中，手持端的ARM处理器芯片根据可见光图像的手势识别算法或者手持端的按键或者手持端的语音识别算法或者来自指挥系统的无线通信命令控制MR显示图像的模式。S6、手持端根据指令将任意模式的图像信号通过无线传输传送给指挥端，不受显示模式的限制。救援人员可以根据现场态势选择打开MR显示或者关闭显示。进一步地，在所述步骤S4中，通过以下步骤由FPGA处理得到显示图像，采用如下步骤：S41、ARM处理器通过LCD_RGB接口将要显示的图像发送到FPGA芯片中并缓存；S42、FPGA电路将要显示图像进行矫正，立体转换，色彩变换处理以便满足MR显示系统的显示需要，然后合成左右帧图像，并加速到帧频60Hz。S43、FPGA电路将转换好的左右帧图像通过LVDS转换芯片7转换成MR显示系统的接口标准，由电缆传送到MR显示系统。进一步地，所述感知单元包括9轴陀螺仪、生命体征传感器和气体传感器。进一步地，所述LVDS转换芯片一、LVDS转换芯片一为高速LVDS芯片，型号为DS90UB926Q-Q1的解串器芯片。进一步地，所述眼镜驱动电路一为OVP0921芯片；所述眼镜驱动电路二为ISL97901芯片。进一步地，所述ARM处理器为2核以上的高新能ARM处理器，型号是是三星四核Cortex-A9Exynos4412处理器。进一步地，所述FPGA电路为30万门I/O速度大于150MHz的高性能低功耗FPGA芯片，型号是XC6SLX45T的芯片。进一步地，所述LVDS转换芯片三、LVDS转换芯片四为高速LVDS芯片，型号是DS90UB925Q-Q1的编码器芯片。进一步地，所述语音编解码芯片为WM8960芯片。进一步地，所述USB集线控制器为内嵌了8个位的RISC处理器的GL850A芯片。采用上述结构后，本专利技术有益效果为：本专利技术所述的一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，它采用嵌入红外热像仪、可见光相机和各类传感器，能够在为佩戴人员提供实时MR显示的同时，叠加实时地图和提示信息，并将灾难现场信息和人员状态信息传送给指挥端；它具有功能强、适应性好等优势，能增强现场烟雾中环境中的能见度，解决救援人员的灾难现场的环境感知问题，进而保障生命安全，提高搜索和救本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，其特征在于：它包括嵌于头盔外壳上的双目摄像头、红外热像仪，安放在头盔外壳内部的图像探测单元、感知单元，MR显示系统，电缆，和手持端；所述双目摄像头、红外热像仪通过导线与图像探测单元相连；所述图像探测单元通过电缆与手持端相连；所述感知单元通过电缆与手持端相连；所述MR显示系统通过电缆与手持端相连。

【技术特征摘要】
1.一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，其特征在于：它包括嵌于头盔外壳上的双目摄像头、红外热像仪，安放在头盔外壳内部的图像探测单元、感知单元，MR显示系统，电缆，和手持端；所述双目摄像头、红外热像仪通过导线与图像探测单元相连；所述图像探测单元通过电缆与手持端相连；所述感知单元通过电缆与手持端相连；所述MR显示系统通过电缆与手持端相连。2.根据权利要求1所述的一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，其特征在于：MR显示系统的MR显示方法，采用如下步骤：S1、图像探测模块通过手持端的按键或指令控制得到可见光、红外图像信号及热成像；其中，可见光图像采用双目摄像头，热像仪采用嵌入式微型高灵敏度热像仪；具体的，双目摄像头采用500万像素，焦距为9mm，热像仪采用长波红外热成像摄像机。本实施例采用的长波红外热成像摄像机具有640x512像素，可以测量温度和热图像，得到烟雾、黑暗环境下的火源位置，生命体征，安全通道信息；S2、感知单元获得环境信息、姿态和生命体征信息后在手持端内形成提示信息图像信号；具体实施时，感知单元通过电缆将获得的信息传送给手持端，手持端解析后将位置，姿态、环境信息编译成无背景的文字信息并存储；S3、手持端根据内部存储的地图或者指挥端传送的实时地图合成地图信息信号；具体实施时，手持端将文字信息缩小，并附加显示位置后与内部存储的地图或者图像感知单元的图像叠加，存储到内存中以便传送到MR显示器；S4、通过手持设置MR显示信息的切换模式，显示模式可以由指挥端通过指令控制，显示模式分为红外模式，可见光模式，提示信息混合模式，地图信息混合模式和无显示模式；在该步骤中，存储在内存中的待显示图像信号由手持端的ARM处理器芯片通过接口出送给手持端的FPGA芯片，经处理后分成左右两帧图像并由LVDS芯片进行协议转换，传递到MR显示系统，显示系统的显示模式由手持端的ARM发出的控制指令决定；S5、救援人员可以通过手势、按键切换、后台控制和语音识别等控制MR显示系统的模式转化；在该步骤中，手持端的ARM处理器芯片根据可见光图像的手势识别算法或者手持端的按键或者手持端的语音识别算法或者来自指挥系统的无线通信命令控制MR显示图像的模式；S6、手持端根据指令将任意模式的图像信号通过无线传输传送给指挥端，不受显示模式的限制，救援人员可以根据现场态势选择打开MR显示或者关闭显示。3.根据权利要求2所述的一种带红外热像仪的智能MR救援头盔，其特征在于：在所述步骤S4中，通过以下步骤由FPGA处理得到显示图像，采用如下步骤：S41、ARM处理器通过LCD_RGB接口将要显示的图像发送到FPGA芯片中并缓存；S42、FPGA电路将要显示图像进行矫正，立体转换，色彩变换处理以便满足MR显示系统的显示需要，然后合成左右帧图像，并加速到帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：左志权，
申请(专利权)人：武汉市智盔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42