一种混合现实红外智能眼镜的制作方法

1.本发明涉及红外热像技术领域，尤其涉及一种混合现实红外智能眼镜。


背景技术：

2.目前电力系统的巡检往往要用到红外热像仪，现有红外检测手段主要有在线型红外检测和手持式红外检测。
3.在线型红外检测仪可以对设备实施进行在线监测，但是其存在一定的局限性：
4.(1)位置固定安装，存在很多监测死角；
5.(2)缺乏针对性，大范围安装需要较大的资金支持；
6.(3)设备二次维护工作量巨大；
7.手持式红外检测仪，可以弥补上述在线型设备存在的问题，但是其局限性为：
8.(1)分析型的手持机，重量较重，普遍的仪器质量在1000g以上；
9.(2)无法进行无线传输，拍摄结果均需要通过存储媒介拷贝到分析软件；
10.(3)仪器在户外观测效果受到影响，而且作业时候观测不便；
11.随着电子技术的发展，穿戴式设备逐渐应用于电力巡检当中，以电力单兵智能头盔为例，其解放双手，降低了使用人员的劳动强度，提高了工作效率。
12.但在目前的电力单兵智能头盔的技术条件下其存在以下3点问题：
13.1)现有电力智能头盔均破坏了安全帽的基本安全结构，实际上无法通过安全帽的安规认证，不利于推广使用。
14.2)现有电力智能头盔的采用观测屏显示观测目标，屏幕会遮挡视线，无法在行走时使用。
15.3)现有电力智能头盔无5g功能模块，无法与后台联接，回传现场实时采集图像，也无法由后台专家进行检测指导，数据需要带回进行相关处理，效率较低。
16.4)现有电力智能头盔无智能处理功能，无法在现场对拍摄结果进行智能化检测。


技术实现要素：

17.本发明提供的一种混合现实红外智能眼镜，人眼在看到现实可见光影像的同时，也可以看到关注目标的红外影像，提高使用人员的工作效率，降低劳动强度。
18.解决上述技术问题采用的一些实施方案包括：
19.一种混合现实红外智能眼镜，包括眼镜本体，其特征在于，所述眼镜本体包括用于呈现混合现实虚拟图像的功能系统，所述功能系统包括：
20.红外信号采集模块，用于采集电力设备的红外信号；
21.红外信号处理模块，用于对所述红外信号采集模块采集的红外信号进行处理，获取电力设备的红外数据信息；
22.混合现实显示处理模块，用于呈现电力设备混合现实的融合图像；
23.信息中央处理模块，用于将电力设备的红外图像与电力设备及其周边现实环境的
可见光图像融合，通过所述混合现实显示处理模块呈现；
24.电源模块，用于提供电能。
25.作为优选，所述信息中央处理模块包括cpu以及与后台数据库通信连接的5g通讯模块。
26.作为优选，所述眼镜本体包括眼镜主体单元，以及与所述眼镜主体单元连接，且用于将眼镜主体单元可拆卸连接于头盔上的固定单元，所述红外信号采集模块、红外信号处理模块以及混合现实显示处理模块位于所述眼镜主体单元上，所述电源模块设置于所述固定单元上。
27.作为优选，所述固定单元包括：
28.与所述眼镜主体单元固定连接的连接部；
29.用于安装所述电源模块的电源部；
30.两端分别与所述连接部和电源部连接，且可穿套于所述头盔上并与所述头盔可拆卸连接的穿套部。
31.本发明中与安全帽的可拆卸连接的方式有多种，作为优选，所述头盔上设置有插槽，所述穿套部上设置有与所述插槽相配合的插块。安装时，将插块与所述头盔上的插槽位置对应，然后插入插槽内即可。
32.本发明中穿套部的结构形式有多种，为了能与不同尺寸大小的安全帽配合，作为优选，所述穿套部由两个相对布置的弧形带组成，两个弧形带围成的区域形成穿套于所述头盔上的穿套区域，所述弧形带由设置有所述插块的插接段以及调节所述弧形带长度大小的松紧调节段组成。本发明中可以通过松紧调节段调节穿套区域大小，以实现与不同尺寸大小的安全帽配合。
33.作为优选，所述松紧调节段包括第一调节段以及第二调节段，所述第一调节段沿着长度方向开设有多个定位孔，所述第二调节段上设置有多个可与所述定位孔对应配合的定位凸点。在该种形式的松紧调节方式下，可以通过定位凸点与不同位置出的定位孔配合，来实现松紧调节段长度的调节。
34.为了便于使用，作为优选，所述眼镜主体单元可相对于所述连接部翻转。
35.作为优选，所述插接段上设置有控制按钮。
36.相对于现有技术，本发明提供的穿戴式混合现实红外智能眼镜具有如下优点：
37.(1)本发明是一款兼具虚拟现实和增强现实功能的红外智能眼镜，它可以在用户眼前投射出红外图像，并将现实中的场景融入其中。将混合现实的特点应用于电力巡检，一方面不会影响使用人员的日常工作，另一方面观测眼镜会实时的对现实进行增强，使用人员可随时获得感兴趣目标的温度及其他一些有效信息，在日常工作的同时完成电力设备的红外温度巡检，提高了使用人员的工作效率，降低了其劳动强度。
38.(2)本发明可以红外小型化集成化设计，不破坏电力智能头盔的基本安全结构，方便携带，使用人员可以随时进行温度巡检，提高检测效率。
39.(3)本发明中的红外智能眼镜运行状态数据可以安全、稳定、可靠的无线传输，后台人员或专家库可以指导一线人员工作，提高工作效率。
40.(4)本发明中还可以通过软件程序检测诊断，可具备现场智能检测诊断功能。
41.(5)本发明可以使得国网数据安全传输，智能眼镜的检测数据可以安全传输到电
力内网。
附图说明
42.出于解释的目的，在以下附图中阐述了本发明技术的若干实施方案。以下附图被并入本文本并且构成具体实施方案的一部分。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本发明主题技术的概念模糊。
43.图1为本实施例中一种穿戴式混合现实红外智能眼镜的电路结构示意图。
44.图2为本实施例中一种穿戴式混合现实红外智能眼镜的另一视角的结构示意图。
45.图3为本实施例中一种穿戴式混合现实红外智能眼镜的另一视角的结构示意图。
46.图4为本实施例中穿戴式混合现实红外智能眼镜与安全帽配合时的结构示意图。
47.图中：
48.1、眼镜主体单元；2、固定单元；3、安全帽；21、连接部；22、电源部；23、穿套部；231、插块；232、插接段；233、松紧调节段。
具体实施方式
49.下面示出的具体实施方案旨在作为本发明主题技术的各种配置的描述，并且，不旨在表示本发明主题技术可被实践的唯一配置。具体实施方案包括具体的细节旨在提供对本发明主题技术的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说将清楚和显而易见的是，本发明主题技术不限于本文示出的具体细节，并且，可在没有这些具体细节的情况下被实践。
50.本实施例为一种混合现实红外智能眼镜，其在外观结构、硬件、软件、混合现实显示以及国网安全数据传输上进行了优化设计，具体如下：
51.第一，外观结构。
52.重点优化设计的几方面内容：1)整体结构的散热不能够影响到红外测温的准确性；2)外观和结构的对外接口应同时至少具备红外镜头光路、电池配件，安全帽安装接口等，眼镜应该可以方便安装在通用的电力安全帽外部且不破坏安全帽的基本结构；3)整体结构的设计要充分考虑到配重，适应于不同的安全帽，佩戴要舒适；4)整体结构外观应考虑塑胶、包胶、金属等不同材料的组合，兼顾人机、散热、强度、防静电、重量等多方面因素。
53.第二、硬件。
54.重点优化设计的几方面内容：1)硬件平台的选择要同时兼容热像仪和混合显示、5g技术，电路部分不能够冗余，尽可能共用；2)要预留国网加密芯片的硬件资源；3)要充分考虑小型化电磁兼容及穿戴式电磁辐射的特点，信号间不能够相互干扰；4)要考虑电磁兼容、功耗、工作温度范围等多方面因素；
55.第三，软件。
56.要重点优化设计的几方面内容：1)嵌入式系统和fpga系统的配合开发，要能够同时传输并处理红外数据和5g数据；2)统一红外数据的数据格式；3)需要编制开发统一的ui界面；4)为国网安全加密留出软件资源。
57.第四，混合现实显示。
58.混合现实红外智能眼镜将是一款兼具虚拟现实和增强现实功能的红外智能眼镜，它可以在用户眼前投射出红外影像，并将现实中的场景融入其中，其设计包括以下三个步
骤。
59.第一步，实现红外增强现实。即人眼在看到现实可见光影像的同时，也可以看到关注目标的红外影像，并且红外影像半透明叠加在现实可见光影像上。在变电站实际应用中，巡检员佩戴眼镜，将解放其双手，他可以像平常一样行走和观察变电站设备，当他目光移到设备时，设备的温度信息将实时显示在眼前。这样，现实被增强了，人仅仅通过肉眼，就能够感知到所有物体的温度。
60.第二步，实现虚拟现实。将变电站、变电站设备的信息录入眼镜，眼镜中显示出虚拟的设备图形，提醒巡检员按顺序或者按规则进行目标的巡检。
61.第三步，实现智能化，将眼镜接入后台数据库。巡检员按照预先安排好的流程进行作业，当看到设备的同时，不仅仅可知道该设备的温度，同时，后台数据库会实时计算该设备的缺陷并将其显示在眼镜上，并且巡检员可以同眼镜进行对话，询问缺陷的严重性和解决方案等。
62.第五，国网安全数据传输。
63.根据安全芯片和电力专用虚拟网等技术，结合设备各种运行状态数据，基于有线/无线传感网络，将智能眼镜的检测数据传输到电力内网。
64.经过上述的优化设计，最终设置得到一种混合现实红外智能眼镜，参阅图1所示，主要部件有：(1)红外信号采集部件(包括红外探测器、红外信号预处理、adc)；(2)红外信号处理部件(包括ddr，flash、fpga)；(4)混合现实显示处理部件；(3)信息中央处理部件(包括cpu、5g通讯模块、emmc、rtc、ddr、电量检测、遥控器、按键)；(5)电源部件。即该混合现实红外智能眼镜包括眼镜本体，眼镜本体包括用于呈现混合现实虚拟图像的功能系统，所述功能系统包括：
65.红外信号采集部件，用于采集电力设备的红外信号；
66.红外信号处理部件，用于对所述红外信号采集部件采集的红外信号进行处理，获取电力设备的红外数据信息；
67.混合现实显示处理模块，用于呈现混合现实的虚拟的电力设备图像；
68.信息中央处理模块，用于将电力设备的红外图像与电力设备及其周边现实环境的可见光图像融合，通过所述混合现实显示处理模块呈现；
69.电源模块，用于提供电能。
70.在结构设计方面，本实施例中参阅图2～图4所示，眼镜本体包括眼镜主体单元，以及与所述眼镜主体单元连接，且用于将眼镜主体单元可拆卸连接于头盔上的固定单元，所述红外信号采集模块、红外信号处理模块以及混合现实显示处理模块位于所述眼镜主体单元1上，电源模块设置于所述固定单元2上，其中固定单元2包括：
71.与眼镜主体单元1固定连接的连接部21；
72.为眼镜主体单元1提供电能的电源部22；
73.两端分别与连接部21和电源部22连接，且可穿套于头盔上并与头盔可拆卸连接的穿套部23。
74.本实施例眼镜主体单元1兼具虚拟现实和增强现实功能的红外智能眼镜，它可以在用户眼前投射出红外影像，并将现实中的场景融入其中。将混合现实的特点应用于电力巡检，一方面不会影响使用人员的日常工作，另一方面观测眼镜会实时的对现实进行增强，
使用人员可随时获得感兴趣目标的温度及其他一些有效信息，在日常工作的同时完成电力设备的红外温度巡检，提高了使用人员的工作效率，降低了其劳动强度。
75.本实施例进行使用时，如图4所示，可将其穿套于安全帽3上，不使用时，从安全帽3上取下即可，可以与多种不同形式的安全帽3配合，而且可拆卸连接方式也可以有多种，采用现有多种结构形式均可。因此本实施例便于穿戴，使用起来非常方便。
76.本实施例中与安全帽3的可拆卸连接的方式有多种，头盔上设置有插槽，穿套部23上设置有与插槽相配合的插块231。安装时，将插块231与头盔上的插槽位置对应，然后插入插槽内即可。
77.本实施例中穿套部23的结构形式有多种，为了能与不同尺寸大小的安全帽3配合，穿套部23由两个相对布置的弧形带组成，两个弧形带围成的区域形成穿套于头盔上的穿套区域，弧形带由设置有插块231的插接段232以及调节弧形带长度大小的松紧调节段233组成。本实施例中可以通过松紧调节段233调节穿套区域大小，以实现与不同尺寸大小的安全帽3配合。
78.为了便于使用，眼镜主体单元1可相对于连接部21翻转。在插接段232上设置有控制按钮。
79.其中，本实施例中松紧调节段233的结构形式有多种，本实施例中松紧调节段233包括第一调节段以及第二调节段，第一调节段沿着长度方向开设有多个定位孔，第二调节段上设置有多个可与定位孔对应配合的定位凸点。在该种形式的松紧调节方式下，可以通过定位凸点与不同位置出的定位孔配合，来实现松紧调节段233长度的调节。
80.综上，本实施例的混合现实红外智能眼镜具有以下优势：
81.第一，红外智能眼镜可以安装在安全帽外部，不破坏安全帽的整体安全结构，方便穿戴，使用人员在进行日常工作时可随时佩戴进行红外巡检；
82.第二，其混合现实的特点，一方面不会影响使用人员的日常工作，另一方面观测眼镜会实时的对现实进行增强，使用人员可随时获得感兴趣目标的温度及其他一些有效信息，在日常工作的同时完成电力设备的红外温度巡检，提高了使用人员的工作效率，降低了其劳动强度；
83.第三，基于5g及泛在电力物联网，一线的巡视情况可以随时回传，后台人员或专家库可以指导一线人员工作，提高他们的工作效率；
84.第四，具有智能化检测功能，可以在现场就能对电力设备的运行状况进行智能检测。
85.相比传统的手持式红外检测仪，穿戴式设备具有更高的舒适性、而且可以解放双手，降低了使用人员的劳动强度，可以提高工作效率。
86.以上对本发明主题技术方案以及相应的细节进行了介绍，可以理解的是，以上介绍仅是本发明主题技术方案的一些实施方案，其具体实施时也可以省去部分细节。
87.另外，在以上发明的一些实施方案中，多个实施方案存在组合实施的可能，各种组合方案限于篇幅不再一一列举。本领域技术人员在具体实施时可以根据需求自由结合实施上实施方案，以获得更佳的应用体验。
88.本领域技术人员在实施本发明主题技术方案时，可以根据本发明的主题技术方案以及附图获得其它细节配置或附图，显而易见地，这些细节在不脱离本发明主题技术方案
的前提下，这些细节仍属于本发明主题技术方案涵盖的范围。