[实用新型]一种眼部虚拟显示系统

说明书

技术领域

在航空飞行领域，随着现代空战环境的日趋恶化，对飞行员的战场态势感知(SA)能力提出了很高的要求，需要功能完备、实时性强、可快速跟踪、截获目标的瞄准显示系统，这些需求促进了飞行员眼部虚拟显示系统的快速发展。

背景技术

国内没有自主研发的类似产品，无法达到显示增强、提高佩戴者沉浸感知并跟踪视点的功能。

针对未来战争对飞行员态势感知能力的要求，特设计一种用于飞行员眼部虚拟显示的装置，飞行员以眼镜的形式佩戴眼部虚拟显示系统。眼部虚拟显示系统由头戴双目显示系统、显示驱动控制器、显示图像处理计算机组成，头戴双目显示器通过信号线或电源与显示驱动控制器和显示图像处理计算机相连，实现眼部显示及驱动、相关显示控制及接口处理和图像处理的功能。

发明内容

发明目的、发明技术解决方案、积极效果

为在满足未来战争中飞行员对态势感知的需求，需设计一种用于飞行员眼部虚拟显示的装置，通过合理的设计，增强飞行员的态势感知能力，达到全景沉浸式显示、3D图像显示以及头部跟踪图像显示的功能。

本发明的技术方案：

一种用于飞行员眼部虚拟显示的装置，包括：

由头戴双目透明显示器、图像处理计算机和显示驱动控制器组成，头戴双目透明显示器为用户头戴部分，通过信号线与显示驱动控制器相连；显示驱动控制器通过信号线分别与图像处理计算机和头戴双目透明显示器相连；图像处理计算机通过信号线与显示驱动控制器相连。

头戴双目透明显示器，用于接收显示驱动控制器的视频信号，并将视频信号的图像进行显示，同时监测佩戴者头部运动，将运动信息转换为相应的运动信号发送显示驱动控制器；

显示驱动控制器，用于接收头戴双目透明显示器发送的运动信号，并将运动信号发送给图像处理计算机，同时接收图像处理计算机发送的视频信号，并将视频信号进行数字视频处理、图像质量控制、电压转换处理然后发送给头戴双目透明显示器；

图像处理计算机，接收运动信号，根据运动信号控制生成对应的视频信号，将视频信号发送给显示驱动控制器，完成显示图像控制处理。

头戴双目透明显示器光学系统和左、右像源，光学系统包括半透半反射镜，显示驱动控制器传输过来的两路不同视频信号分别进入左、右像源变为图像，像源显示的图像经光学系统折射后射入人眼，同时外界光源图像也经过光学系统进入人眼，在人眼中自动叠加形成同一图像。

头戴双目透明显示器包括随动追踪单元，随动追踪单元包括陀螺仪、加速计、磁力计，随动追踪单元实时监测佩戴者头部运动，将运动信息转换为相应的运动信号送入显示驱动控制器，显示驱动控制器调整图像处理计算机的图像后重新输入到像源中完成图像的实时更新。

图像处理计算机包括图像匹配跟踪处理软件，图像匹配跟踪处理软件用于完成头部跟踪的结算及于显示图像的匹配跟踪处理。

图像处理，支持运行应用场景3D软件。

本发明的技术效果：

本发明眼部虚拟显示系统头戴部分将像源的图像经光学系统与外围环境图像相叠加，佩戴者可同时清晰的观测到像源图像和外围环境图像；随动追踪单元将佩戴者头部运动转换为相应的运动信号，经显示驱动控制器传送到图像处理计算机；显示驱动控制器部分完成图像格式转换、电压转换、亮度对比度调节、随动跟踪控制信号传输功能；系统配套软件完成操作系统底层驱动功能以及应用层控制功能。其中操作系统底层驱动功能具体指识别随动控制部分传送过来的控制信号，实现相应的控制功能；应用层控制功能之根据佩戴者头部的运动，实现3D软件中图像的三维空间平移或旋转。

附图说明

图1是眼部虚拟显示系统光学透视原理图

图2是硬件原理系统功能组成逻辑图

图3是头戴单元结构外观。

具体实施方式

本发明包括头戴双目透明显示器1台、图像处理计算机1台和显示驱动控制器1台，此三部分通过电源或信号线连接，如图1所示。头戴双目透明显示器为用户头戴部分，通过信号线与显示驱动控制器相连；显示驱动控制器通过信号线分别与图像处理计算机和头戴双目透明显示器相连；图像处理计算机通过信号线与显示驱动控制器相连。

本发明主要完成以下功能：

头戴双目透明显示器，用于接收显示驱动控制器的视频信号，并将视频信号的图像进行显示，同时监测佩戴者头部运动，将运动信息转换为相应的运动信号发送显示驱动控制器；