一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置，所述方法包括以下步骤：S1、在一个拍摄周期内通过微光摄像头分别采集两帧不同曝光时间的图像并发送给图像处理板；S2、利用图像处理板将微光摄像头所采集的两帧图像进行融合处理；S3、利用图像处理板对融合后的图像进行高动态光照渲染处理；S4、利用图像处理板将高动态光照渲染处理后的数字场景图像发送给头显进行显示；S5、重复步骤S1~S4。从而使得用户在机载的强振动使用环境下，察看真实场景的同时还能察看微光传感器采集到的数字场景，而且能够稳定实现数字场景与真实场景的1:1融合，同时在外部复杂光环境下可自动调整数字场景视频画面。

【技术实现步骤摘要】
一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置
本专利技术涉及一种智能穿戴
，尤其涉及一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置。
技术介绍
近年来，随着微光传感技术的发展，借助计算机图形图像处理与头戴显示技术，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭建一个交互反馈的信息回路，增强了用户低照度环境下感知外部场景的信息量和理解程度。目前，夜视装置可在常规应用场景（如单兵作战、车载驾驶等）下通过微光传感器采集低照度环境下场景画面，通过调整曝光时间、增益、噪声、伽玛、对比度、画面偏移等参数调整输出适合人眼观察的视频信号，且常采用头戴显示或数字画面与真实场景1:1融合的方式来实现用户对外部场景信息的快速感知。图2为现有技术中的一种双目头戴夜视装置的结构示意图。头戴夜视装置包括电池35、微光摄像头31、头显33、头盔34。该头戴夜视装置的微光摄像头31数量为2，相比使用单个同型号微光传感器的双目头戴夜视装置，传感器功耗多出一倍，且重量多出近一倍。该头戴夜视装置的微光摄像头31位于头显33前端，微光摄像头31光轴与头显33显示中心同轴，可很好的实现数字场景与真实场景的1:1对应，但用户无法透过微光摄像头31察看真实场景，且头显会遮挡人眼大部分真实场景视场（水平：190°；垂直：120°），通常仅可查看微光摄像头31视场范围内（水平：40°；垂直：30°）采集的数字场景。该头戴夜视装置的重心靠近头部前端，为使用户佩戴舒适，需在头盔34后端进行配重，增加了装置整体重量。图3为现有技术中的另一种双目头戴夜视装置的结构示意图。头戴夜视装置包括电池35、微光摄像头31、头显33、头盔34。该头戴夜视装置的微光摄像头31数量为1，相比图1所述双目头戴夜视装置，传感器功耗少，重量轻。该头戴夜视装置的微光摄像头31通过魔术贴或固定螺钉固定于头盔34顶端，微光摄像头31光轴与头显33显示中心非同轴且无遮挡，用户可透过头显33察看真实场景的同时察看微光摄像头31采集到的数字画面，但在机载强振动环境下，微光摄像头31与头盔34易产生相对位移，无法保障使用过程中数字场景与真实场景1:1融合的稳定性，用户在目视场景中从数字场景和真实场景来回切换时容易产生眩晕。因此如何能够保障用户，尤其是在机载强振动使用环境和外部复杂光环境下，在察看真实场景的同时能察看微光传感器采集到的数字场景，且能够稳定实现1:1融合，使用户更为舒适、有效地获取和理解外部真实场景信息，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置，通过该夜视装置及其使用方法使得用户不仅在察看真实场景的同时能察看微光传感器采集到的数字场景，而且能够稳定实现数字场景与真实场景的1:1融合，同时在外部复杂光环境下可自动调整数字场景视频画面，并且能够适应机载的强振动使用环境。本专利技术提供一种机载双目头戴夜视装置使用方法，所述方法包括以下步骤：S1、在一个拍摄周期内通过微光摄像头分别采集两帧不同曝光时间的图像并发送给图像处理板；S2、利用图像处理板将微光摄像头所采集的两帧图像进行融合处理；S3、利用图像处理板对融合后的图像进行高动态光照渲染处理；S4、利用图像处理板将高动态光照渲染处理后的数字场景图像发送给头显进行显示；S5、重复步骤S1~S4。优选地，所述微光摄像头采集的两帧图像的曝光时间分别为5ms~10ms和20ms~30ms。优选地，所述微光摄像头采集的两帧图像的曝光时间分别为5ms和25ms。优选地，所述步骤S2的具体实现方式为：利用32×32的图像分块比较法计算步骤S1中所采集的两帧图像中相同坐标比较块的平均梯度，保留其平均梯度值高的图像块并将两帧不同曝光时间的图像进行融合。优选地，所述步骤S3的具体实现方式包括：S31、利用图像处理板对融合后的图像进行直方图均衡处理，得到图像R；S32、在一个较大灰度范围内将图像R的灰度进行映射，得到图像R的N个灰阶，其中灰度范围k=0,1,2,3，……，N-1，统计出像素数最少的灰度值Lmin和像素数最多的灰度值Lmax，对各灰阶的灰度值Lk进行映射成L’k，进而得到高动态光照渲染处理后的图像，其中：L’k=(((N-1)–0.1Lmin)×(Lk-Lmin)/(Lmax-Lmin)+0.21Lmin)/（N-1）×（256-1）。一种机载双目头戴夜视装置，通过上述所述的机载双目头戴夜视装置使用方法进行使用，其包括头盔，以及安装于头盔上的电池、微光摄像头、图像处理板和头显，其中：微光摄像头用于采集外部场景画面；电池分别与微光摄像头、图像处理板和头显连接，用于给微光摄像头、图像处理板和头显供电；图像处理板分别与微光摄像头和头显连接，用于处理微光摄像头所采集的图像并转换成头显所需的视频信号；头显用于将视频信号转成光信号进行成像并显示给用户。优选地，所述微光摄像头设置于头盔顶部，电池和图像处理板分别设于头盔的左右两侧，头显设于头盔前端。优选地，所述微光摄像头的光轴与头显的光轴不同轴。优选地，所述微光摄像头的底部设有安装孔位、定位孔、限位槽和螺钉，头盔的顶部设有安装孔、定位销和限位柱，所述定位孔与定位销匹配限位，限位槽与限位柱匹配限位，螺钉穿过相互匹配的安装孔位和安装孔将微光摄像头固定于头盔顶部。本专利技术提供的一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置，使得用户在机载的强振动使用环境下，在察看真实场景的同时还能察看微光传感器采集到的数字场景，能够稳定实现数字场景与真实场景的1:1融合，同时在外部复杂光环境下可自动调整数字场景视频画面。附图说明图1为本专利技术提供的一种机载双目头戴夜视装置使用方法的流程图；图2为现有技术中的一种双目头戴夜视装置的结构示意图；图3为现有技术中的另一种双目头戴夜视装置的结构示意图；图4为本专利技术提供的一种机载双目头戴夜视装置的结构立体示意图；图5为本专利技术提供的一种微光摄像头与头盔安装固定的结构示意图。图中：31.微光摄像头，311.安装孔位，312.定位孔，313.限位槽，32.图像处理板，33.头显，34.头盔，341.安装孔，342.定位销，343.限位柱，35.电池，36.螺钉。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。需要说明的是，为便于描述，本实施例中的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是相对于一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置本体而言，除为特殊说明的情况下，使用者佩戴一种机载双目头戴夜视装置使用方法与夜视装置正直站立后，朝向地面方向为下，与向地面垂直相反的方向为上，朝向使用者面部方向为前，与向朝向使用者面部垂直相反的方向为后，使用者左侧为“左”，使用者右侧为“右”。如图1所示，本专利技术还提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载双目头戴夜视装置使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1、在一个拍摄周期内通过微光摄像头分别采集两帧不同曝光时间的图像并发送给图像处理板；/nS2、利用图像处理板将微光摄像头所采集的两帧图像进行融合处理；/nS3、利用图像处理板对融合后的图像进行高动态光照渲染处理；/nS4、利用图像处理板将高动态光照渲染处理后的数字场景图像发送给头显进行显示；/nS5、重复步骤S1~S4。/n

【技术特征摘要】
1.一种机载双目头戴夜视装置使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、在一个拍摄周期内通过微光摄像头分别采集两帧不同曝光时间的图像并发送给图像处理板；
S2、利用图像处理板将微光摄像头所采集的两帧图像进行融合处理；
S3、利用图像处理板对融合后的图像进行高动态光照渲染处理；
S4、利用图像处理板将高动态光照渲染处理后的数字场景图像发送给头显进行显示；
S5、重复步骤S1~S4。


2.根据权利要求1所述的机载双目头戴夜视装置使用方法，其特征在于，所述步骤S1中微光摄像头采集的两帧图像的曝光时间分别在5ms~10ms区间内和20ms~30ms区间内。


3.根据权利要求1所述的机载双目头戴夜视装置使用方法，其特征在于，所述微光摄像头采集的两帧图像的曝光时间分别为5ms和25ms。


4.根据权利要求1所述的机载双目头戴夜视装置使用方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实现方式为：利用图像处理板通过32×32的图像分块比较法计算步骤S1中所采集的两帧图像中相同坐标比较块的平均梯度，保留其平均梯度值高的图像块并将两帧不同曝光时间的图像进行融合。


5.根据权利要求1所述的机载双目头戴夜视装置使用方法，其特征在于，所述步骤S3的具体实现方式包括：
S31、利用图像处理板对融合后的图像进行直方图均衡处理，得到图像R；
S32、在一个较大灰度范围内将图像R的灰度进行映射，得到图像R的N个灰阶，其中灰度范围k=0,1,2,3，……...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昀，彭超鹏，李立松，李华，彭宏程，
申请(专利权)人：湖南航天捷诚电子装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43