CN207095572U - 一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台包括数据处理单元、安装在头盔上的头盔惯性测量单元、安装在机舱上的机舱惯性测量单元以及设置在头盔与机舱之间的视觉标定装置；所述头盔惯性测量单元、机舱惯性测量单元以及视觉标定装置均电连接所述数据处理单元。本实用新型的用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台提供了一种包含视觉标定装置与惯性测量单元的硬件系统，为消除头盔姿态测量累积误差提供了硬件基础，基于该硬件平台可进行相应开发达到高精度的头盔姿态测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及头盔姿态测量系统领域，特别是一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台。
背景技术
在现代化武器装备中，头盔不仅是一种保护装置，更是一种强大的信息平台。随着现代飞机操作系统的日渐完善和复杂，对飞行员的要求也越来越高。现代飞机普遍采用具有头盔瞄准具的头盔显示器。头盔显示器能随着飞行员头部的转动，实时引导雷达等机上设备，进行目标跟踪等操作。另一方面显示当前视角下机舱外的战场环境，使飞行员对战场环境有“浸没感”，眼睛不用频繁对焦，避免了视觉疲劳，大大降低了飞行员的负担。
头盔显示器的关键技术之一是头盔的姿态测量，也就是要准确、快速的测量出头盔与机舱的相对姿态角，由头盔的姿态即可知道飞行员的视角，这样才能将合适的影响输送到头盔显示器，使飞行员和机上设备能准确感知环境。
利用惯性传感器测量载体的姿态是当前装备普遍采用的方法，惯性测量具有不依赖外部信息、更新率高、可靠性高、隐蔽性好、不受外界干扰等独特的优势，但惯性测量的缺点是具有累积误差，随着时间的推移，测量误差会逐渐累积，在应用于长时间测量领域时，测量误差较大。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种可为消除头盔姿态测量累积误差提供硬件基础的用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型的用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台包括数据处理单元、安装在头盔上的头盔惯性测量单元、安装在机舱上的机舱惯性测量单元以及设置在头盔与机舱之间的视觉标定装置；所述头盔惯性测量单元、机舱惯性测量单元以及视觉标定装置均电连接所述数据处理单元。
进一步地，所述头盔惯性测量单元包括三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计以及三轴磁强计。
进一步地，所述机舱惯性测量单元为机载惯性导航单元。
进一步地，所述视觉标定装置包括摄像头以及视觉标记，所述摄像头与视觉标记两者中的其中之一设置在头盔上，另一者设置在机舱上。
进一步地，所述摄像头设置在头盔上，所述视觉标记设置在机舱上。
有益效果：本实用新型的用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台提供了一种包含视觉标定装置与惯性测量单元的硬件系统，为消除头盔姿态测量累积误差提供了硬件基础，基于该硬件平台可进行相应开发达到高精度的头盔姿态测量。
附图说明
附图1为用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台的系统示意图；
附图2为用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如附图1与附图2所示的用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台，包括数据处理单元4、安装在头盔上的头盔惯性测量单元1、安装在机舱上的机舱惯性测量单元2以及设置在头盔与机舱之间的视觉标定装置3；所述头盔惯性测量单元1、机舱惯性测量单元2以及视觉标定装置3均电连接所述数据处理单元4。本实用新型仅保护硬件平台本身，具体实施时，数据处理单元4通过采集头盔惯性测量单元1以及机舱惯性测量单元2的数据可以获得头盔相对于机舱的姿态角，同时，数据处理单元4通过视觉标定装置3采用图像识别技术在头盔达到特殊位置时对头盔姿态进行标定，消除累积误差，提高测量精度。
本实施例中，所述头盔惯性测量单元1包括三轴MEMS陀螺仪101、三轴MEMS加速度计102以及三轴磁强计103，三者分别用于测量头盔的角速度、加速度以及磁场。作为优选，所述机舱惯性测量单元2为机载主惯性导航单元，数据处理单元4可获取机载主惯性导航单元的输出数据。
所述视觉标定装置3包括摄像头301以及视觉标记302，所述摄像头301与视觉标记302两者中的其中之一设置在头盔上，另一者设置在机舱上。本实施例中，所述摄像头301设置在头盔上，所述视觉标记302设置在机舱上。具体实施时，当用户戴着头盔在摄像头301可以拍到视觉标记302时，摄像头301通过识别视觉标记302对头盔姿态进行标定，数据处理单元4可以通过视觉获知头盔的姿态，从而对此时通过头盔惯性测量单元1与机舱惯性测量单元2确定的头盔姿态角进行校正，消除其在连续运行中产生的累积误差，通过惯性测量单元确定头盔姿态角以及通过视觉确定头盔姿态角这两个过程相对独立，在视觉标定装置3生效时(摄像头301可以拍到视觉标记302时)产生校正过程。此外，摄像头301还可借助机舱内的机舱仪表盘以及机舱结构进行特征识别与提取用于辅助标定。
本实用新型的用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台提供了一种包含视觉标定装置3与惯性测量单元的硬件系统，为消除头盔姿态测量累积误差提供了硬件基础，基于该硬件平台可进行相应开发达到高精度的头盔姿态测量。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台，其特征在于：包括数据处理单元、安装在头盔上的头盔惯性测量单元、安装在机舱上的机舱惯性测量单元以及设置在头盔与机舱之间的视觉标定装置；所述头盔惯性测量单元、机舱惯性测量单元以及视觉标定装置均电连接所述数据处理单元。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台，其特征在于：所述头盔惯性测量单元包括三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计以及三轴磁强计。
3.根据权利要求1所述的一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台，其特征在于：所述机舱惯性测量单元为机载惯性导航单元。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台，其特征在于：所述视觉标定装置包括摄像头以及视觉标记，所述摄像头与视觉标记两者中的其中之一设置在头盔上，另一者设置在机舱上。
5.根据权利要求4所述的一种用于飞行系统中头盔姿态测量的硬件平台，其特征在于：所述摄像头设置在头盔上，所述视觉标记设置在机舱上。
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Country Status (1)
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2017
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