用于显示热图像的头戴式增强视觉系统技术方案

本发明专利技术涉及一种增强视觉系统(1)，包括：显示装置(3)，该显示装置(3)包括：固定元件(31)，用于将显示装置(3)联接到头戴式部件(90)，该头戴式部件(90)被配置成被定位在用户(100)的5面部(102)前方，以及显示器主体(32)，通过枢转连杆(321、322、323)联接到所述固定元件(31)，所述枢转连杆(321、322、323)提供显示器主体围绕转动轴线(38)相对于固定元件的转动；显示器主体(32)包括：10显示器(33)，被配置成显示由热感测装置(2)提供的热数据和/或热图像(331)；以及第一表面部分(325)，被配置成当所述头戴式部件(90)定位在用户的面部前方时，该第一表面部分(325)与用户的前额接触，从而使显示器15主体(32)围绕转动轴线(38)转动到预定义角位置(381)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于显示热图像的头戴式增强视觉系统
本专利技术涉及一种用于显示热感测装置提供的热数据和/或热图像的头戴式增强视觉系统。特别地，本专利技术涉及一种面向用户尤其是面向在困难且极端环境中作业并配有防护性头罩的专业人员，诸如消防员、男警/女警和救援人员的增强视觉系统。
技术介绍
人们对用于支持用户特别是执行困难而危险的任务的专业人员的增强视觉(AV)系统越来越感兴趣。增强视觉(AV)，也被称为增强现实(AR)，提供实体、现实世界环境的实时的直接或间接视图，在视图中，通过计算机生成或提取的现实世界的感测输入对某些元件的视图进行修改(增强或甚至减弱)。特别地，为了效率和安全性起见，AV系统可能在用户的视野中提供(特别是由感测周围环境的传感器提取和/或提供)少量的不可见元件或提示。由于特殊的气候事件、天气(例如，雾)、昏暗以及由于火灾的浓烟导致能见度低，在困难且极端环境中作业的专业人员诸如消防员、男警/女警和救援人员的作业速度减慢。US2014071294描述了一种在极端环境中使用的头戴式感测系统，其包括用于显示热数据的透明显示器。该透明显示器被安装在呼吸面罩的外表面上，并且被配置成提供图像像素的垂直和水平移动，以使显示的图像与用户的眼睛对齐。US2003058544公开了一种用于显示由位于用户的头盔上的摄像机重新排序的红外图像的系统。通过投影机将图像投影到位于用户视野内的部分透明的镜头上来显示图像。US2016253561描述了一种消防员的呼吸面罩，其包括用于显示由摄像机提供的热数据的透明显示器。该透明显示器被安装在消防员的呼吸面罩的面甲内。然而，已知的增强视觉AV系统尤其在启用时间(即，佩戴面罩和相对于用户眼睛来适当定位显示图像以使AV系统可用而所需的时间)、寿命和与其他用户和/或其它头罩共享AV部件的方面存在严重的缺点。由于在不必移除面罩的情况下可能随时微调显示的图像，因此具有安装在面罩的面甲外部的显示器的AV系统启用时间很短。然而，因为缺乏面罩防护的显示器不断地且反复地暴露在极端环境中，所以这些AV系统的制造和维护成本较高。虽然具有固定在面罩的面甲的内表面上的显示装置的AV系统防止免受侵蚀性物质、热量和灰尘的损坏。然而，对AV显示器的位置的任何调节都需要移除面罩，这不仅会对AV系统的启用时间产生负面影响，而且还对由气密面罩提供的对潜在有害气体的防护产生负面影响。另外，这些AV系统需要对面罩框架进行机械性修改和适配，这不仅更加难以甚至不可能在不同用户之间共享头戴式AV系统，而且更加难以甚至不可能在各种头戴式元件中使用相同的AV系统。US2015302654描述了安装在护目镜型结构上的热成像系统。然而，由于护目镜被面罩推动抵靠面部而产生的持续压力，基于护目镜的AV系统令不得不长时间佩戴面罩进行干预的用户感到不适。此外，这类基于护目镜的AV系统与面部型气密面罩并不兼容。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决或至少减少已知的AV系统的缺点。本专利技术的特定目的是提供一种成本效益好且快速启用的AV系统。本专利技术的另一个特定目的是提供一种可与气密面罩配合使用，舒适地进行长时间干预的AV系统。根据本专利技术，这些目的通过权利要求1的增强视觉系统和权利要求22的方法来实现。从属权利要求描述了本专利技术的特定实施例。所提出的解决方案提供：当用户将头戴式部件放置于该用户的面部前方时，显示器相对于用户眼睛的可重复定位。由第一表面部分和用户前额之间的接触提供的可重复角位置不仅提供了快速启用，而且在与被强力推动抵靠面部的气密面罩结合使用时还提供了更好的舒适性。实际上，相对于例如鼻子和眼睛区域的用作接触表面的其它面部区域，由前额提供的较大表面以及前额缺乏软组织和软骨的特点提供了更好的压力重新分配并且对持续压力的更小敏感度。在实施例中，显示装置被配置成使显示器主体转动，以在头戴式部件定位在用户的面部时推动第一表面部分抵靠用户的前额。这种转动特别是在对头戴式部件的加速度和/或振动产生不利影响的情况下将显示器主体保持在绕转动轴线的预定义角位置。保持转动可以通过重力和/或弹力来提供。在一个实施例中，显示装置被配置成通过重力使显示器主体(相对于固定元件)转动，从而在头戴式部件未定位于面部前方而是定位在和/或保持在类似位置时，使第一表面远离头戴式元件(其上固定有显示装置)而移动。可选地或补充地，显示装置包括弹性元件，该弹性元件提供在显示器主体和固定元件间作用的弹力以使显示器主体转动，从而在头戴式部件位于用户的面部前方时，推动第一表面抵靠用户的前额。可选地或补充地，显示装置可以被配置成通过第二表面部分将显示主体保持在预定义角位置，该第二表面部分被配置成当头戴式部件定位于用户的面部前方时与固定元件的一部分接触。有利地，第二表面相对于第一表面位于相对侧，因此通过与前额和固定元件的接触而生成的力沿相反的倾斜方向或平行方向定向。有利地，为了舒适性起见，显示器主体可以包括在第一表面和第二表面之间操作的弹性部分，该弹性部分用于弹性地适配第一表面与第二表面之间的距离，特别是第一表面与第二表面之间的最短距离。这使得所提出的解决方案能够舒适地与气密面罩一起使用，气密面罩需要例如通过松紧带、皮带、或通过与用户的颈背配合或与用户的防护性头盔联接的元件来被用力推动抵靠用户的面部。在优选的实施例中，显示装置包括提供第一表面部分相对于固定元件相对平移的调节机构。当头戴式部件位于用户的面部前方时，该调节机构通过修改(调节)显示器主体围绕其转动轴线的角位置来提供对显示器相对于用户眼睛的相对位置的适配，考虑到用户的特殊性，特别是用户的面部特征和/或将头戴式元件定位的方式。如果头戴式部件是必定被推动抵靠用户的面部的气密面罩，则当用户佩戴气密面罩时，调节机构还提供对第一表面施加到额头上的压力的调节。另外，由于允许根据这些用户中的每个用户的特殊性对其进行适配，调节机构提供相同显示装置在多个用户间的简单共享。在一个实施例中，调节机构被配置成指示沿平移轴线的多个分立位置。该实施例在多个用户间提供了相同显示装置更快速和简单的共享。实际上，每个用户可以(特别是在停滞时间或系统设置期间)轻松地将显示器主体平移到先前已经确定的位置中的一个，以向他们提供所需的摄像机位置和/或所需的舒适性。在一个实施例中，显示装置从固定元件上可移除。可选地或补充地，热感摄像机从头戴式基座上可移除。这些构造提供选择性地使用具有多个不同的头戴式元件和/或头罩的相同显示器主体和/或相同热感摄像机，其中每个都(预先)配备了固定元件和/或增强视觉系统的头戴式基座。在一个实施例中，增强视觉系统包括用于调节热感摄像机相对于头戴式基座的感测方向的摄像机调节机构。该实施例在不必移除面罩的情况下使用户将显示图像与视野中所见的目标关联。附图说明借助于对通过的方式示例所给出以及通过附图示出的实施例的描述，将被更好地理解本专利技术，在附图中：图1示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强视觉系统(1)，包括：/n显示装置(3)，包括：/n固定元件(31)，其用于将所述显示装置(3)联接到头戴式部件(90)，所述头戴式部件(90)被配置成定位在用户(100)的面部(102)前方，以及/n显示器主体(32)，通过枢转连杆(321、322、323)联接到所述固定元件(31)，所述枢转连杆(321、322、323)提供所述显示器主体围绕转动轴线(38)相对于所述固定元件的转动；/n其中所述显示器主体(32)包括：/n显示器(33)，被配置成显示由热感测装置(2)提供的热数据和/或热图像(331)；以及/n第一表面部分(325)，被配置成当所述头戴式部件(90)定位在所述用户的面部前方时，所述第一表面部分(325)与用户的前额接触，从而使所述显示器主体(32)围绕所述转动轴线(38)转动到预定义角位置(381)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180124 CH 00081/181.一种增强视觉系统(1)，包括：
显示装置(3)，包括：
固定元件(31)，其用于将所述显示装置(3)联接到头戴式部件(90)，所述头戴式部件(90)被配置成定位在用户(100)的面部(102)前方，以及
显示器主体(32)，通过枢转连杆(321、322、323)联接到所述固定元件(31)，所述枢转连杆(321、322、323)提供所述显示器主体围绕转动轴线(38)相对于所述固定元件的转动；
其中所述显示器主体(32)包括：
显示器(33)，被配置成显示由热感测装置(2)提供的热数据和/或热图像(331)；以及
第一表面部分(325)，被配置成当所述头戴式部件(90)定位在所述用户的面部前方时，所述第一表面部分(325)与用户的前额接触，从而使所述显示器主体(32)围绕所述转动轴线(38)转动到预定义角位置(381)。


2.根据权利要求1所述的增强视觉系统，其中所述枢转连杆提供所述显示器主体围绕所述转动轴线(38)的至少5°的自由转动。


3.根据权利要求1和2中的任意一项所述的增强视觉系统，其中所述显示装置(3)包括提供所述第一表面部分(325)相对于所述固定元件(31)的相对平移的调节机构(311、321)。


4.根据权利要求3所述的增强视觉系统，其中所述调节机构包括提供所述显示器主体(32)相对于所述固定元件(31)沿所述平移轴线(39)的相对平移的滑动连杆(311、321)，所述平移轴线(39)垂直于所述转动轴线(38)。


5.根据权利要求4所述的增强视觉系统，其中所述滑动连杆(311、321)被配置成指示沿所述平移轴线(39)的多个分立位置；
优选地，所述滑动连杆(311、321)被配置成当所述显示器主体(32)被定位在相对于所述固定元件(31)的所述多个分立位置中的一个中时，保持所述显示器主体(32)。


6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的增强视觉系统，所述显示装置(3)被配置成当所述头戴式部件(90)被定位在所述用户的面部时，使所述显示器主体(32)转动以推动所述第一表面部分(325)抵靠所述用户的前额。


7.根据权利要求6所述的增强视觉系统，其中所述显示装置(3)包括在所述显示器主体(32)和所述固定元件(31)之间操作的弹性元件。


8.根据权利要求6所述的增强视觉系统，其中所述显示器主体(32)包括第二表面部分(326)，被配置成当所述头戴式部件(90)被定位在所述用户的面部前方时与所述固定元件(31)和/或所述头戴式部件(90)的一部分接触；优选地，所述显示器主体(32)包括在所述第一表面部分(325)和所述第二表面(326)之间操作的弹性部分。


9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的增强视觉系统，其中当所述头戴式部件(90)被定位在所述用户的面部前方时，所述转动轴线(38)基本平行于穿过所述用户的眼睛(101)的假想线(103)。


10.根据权利要求1至12中的任意一项所述的增强视觉系统，其中所述显示装置(32)优选地通过所述滑动连杆(311、321)从所述固定元件(31)可拆除。


11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的增强视觉系统，其中所述固定元件(31)可移除地紧固到所述头戴式部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：洛里斯·威特斯，乔纳森·普莱斯，阿德里安·博巴莫尔，马丁纳斯·鲍世，
申请(专利权)人：达里克斯萨尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH