阅读说明：本技术 一种透射式ar镜装置 (Transmission-type AR mirror device ) 是由 刘丹 张文栓 吴玉昌 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种透射式AR镜装置,显示器,用于显示瞄具输出的视频,析光镜,用于反射显示器显示的图像光和透射环境光,反射后的图像光与透射后的环境光平行,所述视频和所述环境光是对同一场景获取的图像信息,所述视频中有瞄准点和用于锁定所述场景内目标物的锁定框；图像光中的瞄准点和锁定框与环境光中的现实场景融合,实现枪械近距离目标快速搜索瞄准功能。(The invention provides a transmission type AR mirror device, which comprises a display, an optical analysis mirror, a first optical detection device and a second optical detection device, wherein the display is used for displaying a video output by an aiming tool, the optical analysis mirror is used for reflecting image light displayed by the display and transmitting ambient light, the reflected image light is parallel to the transmitted ambient light, the video and the ambient light are image information acquired from the same scene, and the video is provided with an aiming point and a locking frame used for locking a target object in the scene; aiming points and locking frames in the image light are fused with real scenes in the environment light, and the function of quickly searching and aiming the short-distance target of the firearm is realized.)

一种透射式AR镜装置

技术领域

本发明属于瞄准镜技术领域，特别涉及一种透射式AR镜装置。

背景技术

枪械属于单兵装备，是单兵遂行近距离作战任务的主要火力，在装备体系中占据着主要地位。经过近百年的发展，枪械自身的性能已接近极限，特别是有效射程及射击精度难以有效提升，满足不了日益增长的要求。

智能瞄准镜是提高枪械射击精度的有效途径。目前已有智能瞄准镜具有测距及弹道计算功能，可在一定程度上提高枪械射击精度，但一般不具备通过附加外设装备增加快速瞄准等功能的能力，限制了其全天时、多功能性应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种透射式AR镜装置，

显示器，用于显示瞄具输出的视频；

析光镜，用于反射显示器显示的图像光和透射环境光，反射后的图像光与透射后的环境光平行；

所述视频和所述环境光是对同一场景获取的图像信息；

所述视频中有瞄准点和用于锁定所述场景内目标物的锁定框。

优选地，所述析光镜为平面析光镜，所述显示器输出的图像光为平行光。

优选地，所述析光镜为曲面析光镜，所述显示器位于曲面析光镜的焦平面上。

优选地，还包括控制器，控制器用于控制显示器显示模式，显示器至少包括第一显示模式和第二显示模式，其中：

第一显示模式下，显示器显示瞄具输出的视频；

第二显示模式下，显示器显示分划线或红点；

所述透射式AR镜装置设有控制接口，控制接口与控制器连接。

优选地，还包括内置电源，内置电源用于为显示器和控制器供电。

优选地，还包括内置电源和光源，内置电源为光源提供电能，光源发射的光经析光镜反射与透射后的环境光平行。

优选地，还包括电源接口和视频接口，电源接口和视频接口与显示器连接。

优选地，还包括壳体，析光镜和显示器安装在壳体上，壳体外部设有安装槽。

本发明的透射式AR镜装置，图像光中的瞄准点和锁定框与环境光中的现实场景融合，实现枪械近距离目标快速搜索瞄准功能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了发明实施例中瞄具的示意图；

图2示出了发明实施例中瞄具的示意图；

图3示出了发明实施例中瞄具内器件的逻辑关系框图；

图4示出了发明实施例中瞄具的显示屏显示信息示意图；

图5示出了发明实施例中透射式AR镜装置安装在瞄具上的示意图；

图6示出了发明实施例中透射式AR镜装置的示意图；

图7示出了发明实施例中透射式AR镜装置的示意图。

图中，11-物镜组，12-物理按键，13-安装导轨，14-电源接口，15-目镜组，16-视频接口，17-电池组件，18-控制接口，21-析光镜，22-显示器，23-内置电源，24-控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例首先提出了一种枪械瞄具，参照图1，瞄具前端有测距机光学窗口和物镜组11，瞄具一侧设有物理按键12，瞄具上部设有安装导轨13和电源接口14，安装导轨13用于与透射式AR镜装置配合，电源接口14用于与透射式AR镜装置连接以对透射式AR镜装置供电，参照图2，瞄具后端设有目镜组15和视频接口16，视频接口16用于与透射式AR镜装置连接，将瞄具处理后的实时图像发送至透射式AR镜装置，瞄具底部设有机械接口，通过机械接口将瞄具安装在枪械上，瞄具上与物理按键12相对的一侧设有电池组件17，电池组件17给瞄具内的电器元件供电。

图3为瞄具部分逻辑关系框图，物镜组11将图像会聚于图像传感器，形成数字图像并传输至图像处理计算机，图像处理计算机具有图像增强、目标锁定跟踪、基于图像跟踪的目标运动速率测量等功能，可以实时跟踪锁定目标，并测量目标运动角速率，向弹道计算-射击控制计算机提供数据；图像处理计算机将目标图像叠加分划等信息后在显示屏上显示，供射手通过目镜组15观看。弹道计算-射击控制计算机接收测距机、环境传感器、运动传感器以及图像处理计算机数据，进行弹道计算、运动目标补偿计算以及射击时机决策，在其他实例中，弹道计算-射击控制计算机和图像处理计算机的功能进行整合，合并为一个计算机。存储器包括射表存储和视频存储两部分，可存储弹道计算-射击控制计算机所需射表和图像处理计算机记录的视频数据，可通过数据导出/入接口与上位机连接，进行数据导出、导入、删除等操作。瞄具外设电源接口14，电源接口14用于与透射式AR镜装置连接，电池组件17通过电源接口14为透射式AR镜装置供电，视频接口16用于与透射式AR镜装置连接以将处理后的视频数据发送至透射式AR镜装置，控制接口18用于与透射式AR镜装置连接，瞄具发送的指令经控制接口18到达透射式AR镜装置。测距机为激光测距机。物理按键12用于射手对瞄具进行功能及参数设定。环境传感器用于测量弹道计算所需的环境参量，示例性地包括温度传感器、气压传感器和湿度传感器。运动传感器用于测量枪械倾角、角运动速度、射向等参量，示例性地包括两轴倾角传感器、三轴陀螺传感器和三轴地磁传感器。

如图4所示，为瞄具中显示屏所显示的图像。显示屏左侧显示信息为枪械滚转角，屏幕左下角显示信息为风速风向、气压气温以及目标距离等数据；屏幕右下角显示信息为当前枪械和***信息；显示屏右侧显示信息为枪械仰角；显示屏右上方显示信息为电池组件17剩余电量、当前模式以及视频记录状态等；显示屏上方显示信息为当前枪械射向；显示屏左上方显示信息为图像来源、放大倍率以及日期时间等信息；显示屏中央较小的十字线中心为光轴所在位置；显示屏中央偏下的较大的十字线中心为经过弹道计算、运动目标补偿后的瞄准点；较大十字线右侧显示信息为锁定框，锁定框始终锁定显示屏显示的目标，并实时跟踪。

增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。将增强现实技术应用在枪械上，即是在瞄准器械显示的真实图像中增加虚拟图像信息，辅助射手进行射击，提高射手的射击速度。

图5为本实施例提出的透射式AR镜装置安装在瞄具上的示意图，图6为透射式AR镜装置内部结构示意图，具体包括：

显示器22，用于显示瞄具输出的视频，瞄具发送至显示器22的视频信息中包括图4所示的瞄准点和锁定框，不包括背景图像和目标，其他的信息如枪械滚转角、剩余电量、枪械射向等可以显示，也可以不显示；

析光镜21，用于反射显示器22显示的图像光和透射环境光，析光镜21位于显示器22左上方，析光镜21反射的图像光和透射的环境光不会被显示屏22阻挡，析光镜21反射的图像中具有瞄准点和锁定框，析光镜21透射的为真实场景图像，反射后的图像光与透射后的环境光平行，反射后的图像光和透射后的环境光进入射手眼中，射手可在析光镜21上看到瞄准点和锁定框；透射式AR镜装置安装在瞄具上后，析光镜21光轴与瞄具光轴平行，因此瞄具发送至透射式AR镜装置的视频和所述环境光是对同一场景获取的图像信息，这样析光镜21反射图像中的瞄准点和锁定框与透射的环境光融合，达到辅助射击的目的。

析光镜21又称为半透半反镜，是在普通的透镜上镀上了一层反射膜又称析光膜、透过膜，通过镀膜改变原来的投射和反射的比例，通过镀膜可以增透，加大光强，可以增反，减少光强，半透半反意思就是这个膜的透射率占一定比值A，反射率占一定比值B，A+B＝100％，就是光线经过这个薄膜以后，其透过的光强占原光线比值为A，被反射回来的光强占原光线的比值为B，示例性的，A可以为50％，B为50％，或A可以为60％，B为40％，具体可根据实际情况选择合适的反射膜。

本实施例中采用的析光镜21为曲面析光镜21，曲面析光镜21的凹面面向显示器22，也即面向射手眼睛，曲面析光镜21的凸面面向射击目标，所述显示器22位于曲面析光镜21的焦平面上，从焦平面发射的光线经曲面析光镜21反射后会保持平行，因此显示器22发射的图像光经析光镜21反射后形成平行光进入射手眼中，由于自然光可看作平行光，真实场景反射的环境光经曲面析光镜21透射后依然是平行光，从而曲面析光镜21反射图像中的瞄准点和锁定框可与曲面析光镜21透射的图像融合。

参照图7，在另外一种设计方式上，所述析光镜21为平面析光镜21，平面析光镜21与瞄具光轴预设锐角夹角，锐角夹角朝向射手一侧，由于自然光可看作平行光，真实场景反射的环境光经平面析光镜21透射后依然是平行光，所述显示器22输出的图像光为平行光，图像光经平面析光镜21反射后与环境光平行，从而平面析光镜21反射图像中的瞄准点和锁定框可与平面析光镜21透射的图像融合。

本实施例中的透射式AR镜装置上设有视频接口，视频接口与显示器22连接，视频接口还与瞄具上的视频接口配合，瞄具内的视频信息经视频接口传输至显示器22，再由显示器22显示出来。

本实施例中透射式AR镜装置内的显示器22及其他电器元件均由瞄具上的电池组件17供电，因此透射式AR镜装置上还设有电源接口，该电源接口与透射式AR镜装置内的显示器22及其他电器元件连接，该电源接口与瞄具上的电源接口14配合，从而瞄具上的电池组件17得以为透射式AR镜装置供电。

进一步地，为了满足不同射手、不同环境下的使用需求，本实施例中的显示器22设有两种显示模式供射手选择，这里将其命名为第一显示模式和第二显示模式；第一显示模式下，显示器22显示瞄具输出的视频，即上述通过析光镜21反射显示器22输出的图像光，与析光镜21透射的环境光融合得到辅助设计的目的；第二显示模式下，显示器22不显示瞄具输出的视频，而显示分划线或红点，显示器22输出的图像光经析光镜21反射进入射手眼中，射手可在析光镜21上看到分划线或红点，其功能相当于普通瞄准镜或红点瞄准镜，实现对透射式AR镜装置降级使用，同样达到辅助射击的目的。

第一显示模式和第二显示模式的切换依靠透射式AR镜装置内的控制器24，瞄具发送至透射式AR镜装置的视频信息先到达控制器24，再由控制器24决定是否发送至显示器22，为了操纵控制器24，透射式AR镜装置设有控制接口，该控制接口与瞄具的控制接口18配合，通过操作瞄具上的物理按键12，实现对控制器24的控制，进而实现对第一显示模式和第二显示模式的选择。

进一步地，透射式AR镜装置设有内置电源23，在电池组件17电量低或没有电的情况下，通过对控制器24控制内置电源23与控制器24通电，不再通过电源接口接收电能，并且此时控制器24控制显示器22进入第二显示模式，因为在电量低的或没有电情况下，瞄具已经无法为透射式AR镜装置提供视频信息了，只能依靠分划线或红点来辅助射击。

在另外一种设计方式上，显示器22只有一种显示模式，即第一显示模式，增加内置电源23和光源，在电池组件17电量低或没有电的情况下，显示器22关闭，内置电源23为光源提供电能，光源发射的光经析光镜21反射后与透射后的环境光平行，达到与红点瞄准镜相同的功能，光源可以为LED灯；如果析光镜21为平面析光镜21，应当调整光源位置使反射后的光线与平面析光镜21透射的环境光平行，如果析光镜21为曲面析光镜21，光源应当位于曲面析光镜21的焦平面上。

本实施例中透射式AR镜装置设有壳体，内置电源23、控制器24、显示器22安装在壳体内，电源接口、视频接口和控制接口设置在壳体底部，壳体底部设有安装槽，安装槽用于与瞄具顶部的安装导轨13配合，当壳体与瞄具配合到位后，壳体上的电源接口、视频接口和控制接口分别与瞄具上的电源接口14、视频接口16和控制接口18连接。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。