天文观测设备制造技术

本发明专利技术提供一种天文观测设备，天文观测设备为一头戴式设备，该头戴式设备包括：传感器、Wi‑Fi模块、处理器和投影仪，其中，传感器用于获取佩戴者的头部姿态数据，并将头部姿态数据通过Wi‑Fi模块发送至处理器；处理器用于根据头部姿态数据解算出佩戴者的目测方位信息，目测方位信息包括佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角，根据目测方位信息和佩戴者所处的地理位置信息生成佩戴者当前视线前方的星空图像，将星空图像通过Wi‑Fi模块发送至投影仪，投影仪用于将处理器输出的星空图像进行投影。可根据观测者的目测方向呈现目测位置的星空图像，从而实现真实星空与星空图像的对应，提高了准确性和辨识度，同时也提高了用户体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天文观测
，尤其涉及一种天文观测设备。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，越来越多的人将目光投向了星空，无限的宇宙中那些遥远的星星蕴含了无限的可能，对于天文爱好者和初入天文领域的非专业人士而言，纸质星空图像、依存在PC或移动设备上的天文观测辅助类软件(如电子星空图像软件)是其观测星空的最主要的工具。现有的电子星空图像软件可分为两类，一类是固定式星空模拟，通过观测者输入位置信息或者通过GPS定位获得观测者所在的位置信息后，根据位置信息和相应的条件生成模拟的静态星空图像，使得观测者能够通过静态星空图像了解星空中天体的相对位置以及相关信息，观测者可以使用这类软件进行查询、模拟、预测等。另一类是跟随式星空模拟，将电子星空图像软件以APP的形式装在移动设备中，通过传感器感知用户姿态模拟相应的星空图像。可以看出，现有的电子星空图像软件存在以下缺点：真实星空很难与星空图像对应，准确性和辨识度低；当需要作记录时，往往会手忙脚乱，会丢失目标所在方向。
技术实现思路
本专利技术提供一种天文观测设备，以解决现有的天文观测辅助类软件存在的上述问题。本专利技术提供的天文观测设备，所述天文观测设备为一头戴式设备，所述头戴式设备包括传感器、Wi-Fi模块、处理器和投影仪，其中，所述传感器用于获取佩戴者的头部姿态数据，并将所述头部姿态数据通过所述Wi-Fi模块发送至所述处理器；所述处理器用于：根据所述头部姿态数据解算出所述佩戴者的目测方位信息，所述目测方位信息包括所述佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角；根据所述目测方位信息和所述佩戴者所处的地理位置生成所述佩戴者当前视线前方的星空图像；将所述星空图像通过所述Wi-Fi模块发送至所述投影仪；所述投影仪用于将所述处理器输出的所述星空图像进行投影。进一步地，所述传感器包括三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述头部姿态数据为所述三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪测出的数据，所述处理器具体用于：根据三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪测出的数据通过基于四元数的磁力角速度与重力MARG姿态计算算法计算出所述佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角。进一步地，所述处理器具体用于：根据当前时间和所述地理位置在预存的天文数据库中确定出当前时间所述地理位置的星空状态；根据所述佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角与所述当前时间所述地理位置的星空状态确定出所述佩戴者当前视线前方的星空分布图，并生成所述星空图像。进一步地，还包括：固定在所述天文观测设备上的透明板，所述投影仪具体用于将所述处理器输出的星空图像投影到所述透明板上。进一步地，还包括：第一反射式红外光电传感器，用于根据所述佩戴者的第一手势指令向天文望远镜发送控制信号，以使所述天文望远镜根据所述控制信号转动到所述星空图像上的天体相应的位置。进一步地，所述第一反射式红外光电传感器包括并排放置且由隔离板隔离的红外发射二极管和红外接收三级管。进一步地，还包括：第二反射式红外光电传感器，用于根据所述佩戴者的第二手势指令向所
述处理器发送信息获取信号，以使所述处理器根据所述信息获取信号向所述投影仪发送所述目测方位信息和所述地理位置信息；所述投影仪还用于将所述目测方位信息和所述地理位置信息进行投影以显示给所述佩戴者。进一步地，还包括：摄像头模组，用于根据所述处理器发送的指令拍摄环境和所述星空图像。本专利技术提供的天文观测设备，通过将传感器、Wi-Fi模块、处理器和投影仪设置在一头戴式设备上，佩戴者戴上该头戴式设备后，由传感器获取佩戴者的头部姿态数据，并将头部姿态数据通过Wi-Fi模块发送至处理器，然后处理器根据头部姿态数据解算出佩戴者的目测方位信息，根据目测方位信息和佩戴者所处的地理位置信息生成佩戴者当前视线前方的星空图像，将星空图像通过Wi-Fi模块发送至投影仪，最后由投影仪将处理器输出的星空图像进行投影，显示给佩戴者。由于使用可穿戴的方式，解放了观测者的双手，在观测过程中需要作记录时很方便，且可根据观测者的目测方向呈现目测位置的星空图像，从而实现真实星空与星空图像的对应，提高了准确性和辨识度，同时也提高了用户体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术天文观测设备实施例一的结构示意图；图2为本专利技术天文观测设备实施例一中传感器的硬件结构示意图；图3为本专利技术天文观测设备实施例一中插件流程示意图；图4为本专利技术天文观测设备实施例二中的反射式红外光电传感器的硬件结构示意图；图5为本专利技术天文观测设备实施例三的整体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术天文观测设备实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的天文观测设备为一头戴式设备，例如头盔，本实施例的头戴式设备可以包括：传感器11、Wi-Fi模块12、处理器13和投影仪14，其中，传感器11用于获取佩戴者的头部姿态数据，并将头部姿态数据通过Wi-Fi模块12发送至处理器13。处理器13用于：根据头部姿态数据解算出佩戴者的目测方位信息，目测方位信息包括佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角，根据目测方位信息和佩戴者所处的地理位置生成佩戴者当前视线前方的星空图像，将星空图像通过Wi-Fi模块12发送至投影仪14。投影仪14用于将处理器13输出的星空图像进行投影。具体地，传感器11由三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪组成，图2为本专利技术天文观测设备实施例一中传感器的硬件结构示意图，如图2所示，三轴磁力计是利用地磁场来定位北极的工具，本专利技术中三轴磁力计采用的是含有倾角补偿的，基于各向异性磁组技术的磁组效应传感器构成的磁力计。三轴加速度计是测量运载体加速度的仪表，由检测质量、支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。三轴陀螺仪最大的作用就是测量角速度，以判别物体的运动状态，三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪可由I2C(Inter－Integrated Circuit)总线相连连接到处理器13(图2示Galileo开发板)。头部姿态数据为三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪测出的数据。处理器13具体用于：根据三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪测出的数据通过基于四元数的磁力角速度与重力(magnetic angular rate and gravity，简称：MARG)姿态计算算法计算出佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角。处理器13根据目测方位信息和佩戴者所处的地理位置生成佩戴者当前视线前方的星空图像，具体可以为：根据当前时间和地理位置在模拟星空(Stellarium)软件预存的天文数据库中确定出当前时间地理位置的星空状态。根据佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角与当前时间地理位置的星空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天文观测设备，其特征在于，所述天文观测设备为一头戴式设备，所述头戴式设备包括传感器、Wi‑Fi模块、处理器和投影仪，其中，所述传感器用于获取佩戴者的头部姿态数据，并将所述头部姿态数据通过所述Wi‑Fi模块发送至所述处理器；所述处理器用于：根据所述头部姿态数据解算出所述佩戴者的目测方位信息，所述目测方位信息包括所述佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角；根据所述目测方位信息和所述佩戴者所处的地理位置生成所述佩戴者当前视线前方的星空图像；将所述星空图像通过所述Wi‑Fi模块发送至所述投影仪；所述投影仪用于将所述处理器输出的所述星空图像进行投影。

【技术特征摘要】
1.一种天文观测设备，其特征在于，所述天文观测设备为一头戴式设备，所述头戴式设备包括传感器、Wi-Fi模块、处理器和投影仪，其中，所述传感器用于获取佩戴者的头部姿态数据，并将所述头部姿态数据通过所述Wi-Fi模块发送至所述处理器；所述处理器用于：根据所述头部姿态数据解算出所述佩戴者的目测方位信息，所述目测方位信息包括所述佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角；根据所述目测方位信息和所述佩戴者所处的地理位置生成所述佩戴者当前视线前方的星空图像；将所述星空图像通过所述Wi-Fi模块发送至所述投影仪；所述投影仪用于将所述处理器输出的所述星空图像进行投影。2.根据权利要求1所述的天文观测设备，其特征在于，所述传感器包括三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述头部姿态数据为所述三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪测出的数据，所述处理器具体用于：根据三轴磁力计、三轴加速度计和三轴陀螺仪测出的数据通过基于四元数的磁力角速度与重力MARG姿态计算算法计算出所述佩戴者目测方向的方位角、高度角和翻滚角。3.根据权利要求1所述的天文观测设备，其特征在于，所述处理器具体用于：根据当前时间和所述地理位置在预存的天文数据库中确定出当前时间所述地理位置的星空状态；根据所述佩戴者目测方向的方位角、高度角...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文成，吴云泽，曾兴东，庄子睿，徐炘，耿楚瑶，朱海潮，张乡夫，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11