用于摩托车手的头盔准直器显示系统技术方案

用于摩托车手的头盔显示系统在摩托车手的视场中以在交通方向上投射到光学无限远的图像的形式提供所有需要的视觉准直信息，通过使用位于摩托车手的头盔中的系统来实现，所述系统包括具有显示模块的平视显示设备，所述显示模块包括：发光微显示器、准直透镜、平面半透明反射镜，其固定在透镜外壳上并位于摩托车手眼睛的前方，以便对照外部情况图片背景观察投射到光学无限远的光亮信息图像，以及后半球的TV图像和根据GPS数据的实时图片；放置在头盔中的设备与摩托车运动传感器、TV摄像机和GPS接收器之间的连接使用Wi

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于摩托车手的头盔准直器显示系统


[0001]本专利技术总体上涉及用于头盔的显示系统、特别涉及用于摩托车头盔的显示系统。

技术介绍

[0002]本专利技术的显示系统被设计成在驾驶和操纵时在摩托车手在交通方向上的视场中以准直的、即投射到光学无限远的图像的形式显示全部所需量的视觉信息。驾驶员在使用侧后视镜或从位于摩托车仪表板上的传感器获取读数时无需因转头而失去对道路的视觉控制。即使是短期内失去对道路的视觉控制对驾驶员来说也是有风险的。当视线从道路转向后视镜或位于仪表板上的传感器时，视器的重新配置也是驾驶的潜在安全风险。在这两种情况下，视力适应和调节都在发生变化，因为这需要一些时间，即使是有经验的驾驶员在评估这段时间期间的实际交通情况时也可能弄错。
[0003]目前，已有摩托车头盔配备有各种光电组件，其在驾驶时为驾驶员提供额外的视觉信息。在US 5 771 497专利中描述了一种摩托车头盔，所述头盔设有位于头盔上部的附加光学通道，用于观看后半球。这种头盔设计有显著的缺点：要观看后半球图片，摩托车手必须看头盔的上部，因为此时他失去了与道路的目光接触，并且他的视器正在重新配置，因而可能发生危险的后果。US 9.414.634B2专利的头盔在其后部安装了摄像机，提供了道路的后视图，从而方便了摩托车的驾驶。但由于摄像机位于人的头部，即可移动的平台上，因此需要考虑诸如高度、臂长等解剖学数据以及驾驶时坐在摩托车上的习惯方式。极有可能的是，在坐在摩托车上的某种方式下，摄像机的光轴相对于水平方向有偏差，驾驶员只能看到所需的后视图片的一部分，这在操纵时是有风险的。这是所提出的技术解决方案的显著缺点。US 10,098,401专利的技术方案在结构和参数上与本专利技术的专利技术方案最接近，所述头盔配备有安装在其内的平视显示器——HUD。
[0004]专利US10098401的头盔包括：
[0005]‑
具有适当的固定元件和用于稳定其空间位置的装置的后视TV摄像机；
[0006]‑
空气涡轮机，位于头盔上部的特殊空气通道中，其中具有涡轮发电机，用于为蓄电池充电，其可切换到风扇模式以在炎热天气冷却蓄电池和驾驶员的头部；
[0007]‑
位于头盔壳体上的信号元件，因为使用所提出的准直显示系统，所需的信号信息直接显示在摩托车手的前方视场中。
[0008]因此，以上列出的特征无不存在于所提出的头盔安装式显示系统中。上面指出，根据专利US10098401的作者的声明，所述专利的头盔不是HUD。该显示器位于头盔的正面下部，位于保护下巴的隔板
‑
下巴栏的内侧，使驾驶员能够在位于透明头盔面罩下方的区域内观看各种视觉信息的光学无限远图像。该技术解决方案的主要缺点是显示系统的视场角尺寸小，这是由于显示器的线性尺寸较小，所述显示器的线性尺寸应适合摩托车手的下巴与头盔的下巴杆之间的有限空间。另一个显著缺点是视觉信息图像位于摩托车手通过透明面罩看到的外部观看区域下方。在这种情况下，摩托车手无法实时观察外部空间背景下的视觉信息图像，他必须每次将视线方向从外部空间图片更改到视觉信息图像，反之亦然，因
此，在提高摩托车速度时暂时失去与道路的目光接触，这会严重干扰驾驶并不利地影响安全。同样重要的是要注意US 10.098.401专利中给出的以下陈述，参见第6栏，第39
‑
43行：
[0009]“例如，虽然在说明性实施例中，显示设备24不是平视显示器，但将平视显示器与本专利技术的其他特征结合使用被认为在本专利技术的范围内”。
[0010]这是毫无根据的陈述，因为所述专利技术缺乏HUD型显示器的主要基本特征：提供在单个视场角中同时看到环境空间图像和准直成视觉信息参数数据的光学无限远图像的能力。此外，通过所述专利：安装在头盔背面的后视摄像机设有机器人机构，所述机器人机构根据位于头盔上的陀螺仪的信号，应在驾驶员转头时提供摄像机相对于地面坐标系的稳定位置。响应于摄像机信号，在上述HUD型显示器上形成后视图像。这种技术方案的缺点是，当摩托车手快速转动他的头部时，执行摄像机转动的机械装置的惯性参数导致头盔后半球的视频图像相对于真实路况图像不可避免地滞后。
[0011]US 10.182.606专利也接近于本专利技术在制造头盔安装式设备的
中的问题陈述以及提出的解决这些问题的方法中提出的技术解决方案。该专利公开了使用单目显示器的、为头盔所有者的眼睛形成信息图景的光学图像的各种头盔配置选项。所述专利没有考虑到一些重要的方面，例如：用来确保佩戴者在戴上和取下头盔时的安全的设计的技术方案是什么。此外：
[0012]‑
该专利中提出的将单目显示器附接到头盔上的框架结构将显著恶化外部空间的视野，不可避免地导致头盔佩戴者和周围交通参与者的安全性下降；
[0013]‑
该专利的头盔，通过电缆与车载装置和电源连接，出于基本安全原因，实际上不能用于摩托车驾驶，因为在意外从摩托车上坠落的情况下，即使不是高速行驶，驾驶员被电缆“紧固”到摩托车上，可能会严重损伤颈椎，失去知觉，甚至致命。
[0014]同时，也没有公开与实现特定的单目显示器的设计相关的技术方案。此外，对于单目准直显示器尤其重要的技术、光学、光线和其它参数，在外部情况背景下形成光学无限远的信息图像，也没有提出建议。US10.182.606的所有权利要求都与将单目显示器安装到头盔的机制、头盔本身的设计特征或将头盔连接到移动装置以供军事使用有关。特别地，以及在上述US 10.098.401专利中，该专利提出了在头盔上放置摄像机就像使用后视镜一样来观看后半球，这会导致如上面在考虑US 10.098.401时所指出的同样的缺点。

技术实现思路

[0015]本申请的目的是通过使用所提出的用于摩托车驾驶员的头盔安装式显示系统来消除已知技术解决方案的上述缺点，所述系统由三个组件组成：包含适用于摩托车驾驶的特性的HUD型设备的头盔、数字Wi
‑
Fi信号发生器和后半球视图系统、诸如TV摄像机。最后两个组件固定在摩托车车身上。位于摩托车手头盔中的设备以信息图景的光亮准直图像的形式提供不受外部空间视野限制的所有需要的视觉信息，包括来自广角后视TV摄像机的后半球图像，以及速度传感器、发动机转速、剩余燃料、GPS系统等的读数，光亮准直图像在交通方向上对照周围环境道路情况图片背景在广角视场内生成。该技术方案的实施为摩托车手提供了包括超车和变道时操纵的驾驶能力，而不会失去与道路的视觉接触，也不需要重新调整视器，从而显著提高了驾驶安全性。
[0016]此外，头盔的前上部还提供了带有视频记录选项的微型摄像机，用于摩托车交通
方向上的道路情况的照片拍摄和视频录像；以及根据驾驶员在观看所述信息图像时的周围环境背景的光水平在驾驶员的视场中形成的准直信息图像的亮度自动调整系统的光传感器。
[0017]还提供以下内容：
[0018]‑
位于摩托车转向手柄上的遥控器与适当的开关元件，允许驾驶员以触觉方式为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于摩托车手的头盔准直器显示系统，其包括：头盔，位于头盔内侧的平视显示设备，所述平视显示设备包括：蓄电池，微处理器和显示模块，所述显示模块包括：与准直光学系统结合的发光微显示器，所述显示模块使得能够：以对照交通方向上的外部情况图片的背景在准直光学系统的视场角内投射到光学无限远的光亮信息图像的形式形成摩托车行驶所需的完整视觉信息量；位于头盔上的用于提供图像配准的摄像机和用于测量环境外部背景的亮度的光传感器；以及直接安装在摩托车车身上的：Wi
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Fi信号数字发生器，用于观察后半球的TV摄像机，用于对蓄电池进行无线充电的充电器。2.根据权利要求1所述的显示系统，其中，用于图像配准的摄像机在头盔上安装成：使得摄像机的光轴平行于穿过准直光学系统的视场角中心的线，摄像机的视频帧的水平和垂直方向定向成平行于信息图景的投射到光学无限远的图像的水平和垂直方向。3.根据权利要求2所述的显示系统，其中，摄像机能够拍摄交通方向上的外部情况图片。4.根据权利要求2所述的显示系统，其中，摄像机能够以视频片段的形式提供交通方向上的外部情况的图像配准。5.根据权利要求2所述的显示系统，其中，摄像机能够将交通方向上的外部情况图片与在同一地点的当前信息图像组合起来，且在摩托车的驾驶员在固定时刻观看时具有相同角度，以提供摩托车行驶过程和头盔显示系统操作的完全图像配准。6.根据权利要求2所述的显示系统，其中，摄像机能够将摩托车的交通方向上的道路情况的视频片段与在同一地点的当前信息图像组合起来，且在摩托车的驾驶员在固定时刻观看时具有相同角度，以提供摩托车行驶过程和头盔显示系统操作的完全图像配准。7.根据权利要求1所述的显示系统，其中，作为光敏元件的光传感器安装在头盔上，以测量摩托车的交通方向上的环境背景的亮度，以在白天和黑夜条件下驾驶摩托车时提供对准直图像的亮度的自动调整。8.根据权利要求7所述的显示系统，其中，光传感器在头盔中定位成：使得光传感器的光轴平行于穿过准直光学系统的视场角中心的线。9.根据权利要求1所述的显示系统，其中，对安装在头盔中的蓄电池的无线充电使用位于摩托车车身上的充电器根据Pi标准进行，充电水平控制由位于头盔内侧或头盔外侧上的自动无线装置提供。10.根据权利要求1所述的显示系统，其中，准直光学系统包括透镜和平面半透明反射镜，发光微显示器在透镜外壳上安装成：使得发光微显示器的屏幕与将来自屏幕的光亮图
像投射到光学无限远的透镜的焦平面组合。11.根据权利要求10所述的显示系统，其中，准直光学系统的半透明反射镜使用支架附连到透镜外壳上，并位于驾驶员眼睛的前方，使得驾驶员能够在准直光学系统的视场角内对照交通方向上的外部情况的背景观察信息图景的投射到光学无限远的光亮图像。12.根据权利要求10所述的显示系统，其中，支架连同反射镜是可移动的，以便能够定位在两个位置：工作位置和远离驾驶员面部的非工作位置。13.根据权利要求10所述的显示系统，其中，在距离驾驶员头部的安全距离处使用调整支架将透镜安装在头盔上。14.根据权利要求12所述的显示系统，其中，所述调整支架的设计允许将透镜根据需要布置在驾驶员的右眼或左眼的前方，所述透镜包括安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：M，
类型：发明
国别省市：