CN111067180A - 一种基于战术指挥地图绘制和定位系统及头盔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于战术指挥的头盔，包括头盔主体、安装基座、支架总成、驱动单元、雷达；头盔主体可拆卸地套设在使用者头部，安装基座设置在头盔主体表面的前端面和/或顶部和/或侧面，支架总成固定安装在头盔主体的安装基座上；雷达、支架总成端部固定连接；驱动单元的传动轴与雷达连接，固定安装在雷达的一侧。通过多位置可安装的雷达，能够实现多方位地位置探测，不需要使用者手持操作，极其便利；同时，还提供了一种用于头盔上的绘制地图和定位系统，能够实现无线连接下，将控制单元、雷达、远程客户端的信息进行传递，提高了作战人员在复杂环境中的定位和战场环境的地图构建准确率，降低了作战环境下的安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于战术指挥头盔领域，特别涉及一种基于战术指挥地图绘制和定位系统及头盔。
背景技术
军人在建筑物内、地下通道等场景进行军事行动时，卫星定位系统将无法工作。整个作战行动中同样面临着指挥官无法实时获知战士们位置的问题，限制了指挥员对战斗态势的整体把控。对于全新的作战环境，指挥官也迫切的需要一份地图对战场情况进行分析。因此，作战人员在复杂室内环境中的定位和战场环境的地图构建问题已经成为影响战斗力的巨大阻碍，目前在进行实地作战时，战术头盔是军人常见的一种头盔的，专门用于军人在作战时保护头部。
发明内容
为了解决作战人员在复杂室内环境中的定位和战场环境的地图构建问题，本发明改进了作战用头盔结构，且提供了一种应用在头盔上的绘制和定位系统，尽可能地提高了作战人员在复杂环境中的可行性，具体的为：一种基于战术指挥的头盔，包括头盔主体、安装基座、支架总成、驱动单元、雷达；所述头盔主体可拆卸地套设在使用者头部，安装基座设置在头盔主体表面的前端面和/或顶部和/或侧面，支架总成固定安装在头盔主体的安装基座上；雷达、支架总成端部固定连接；驱动单元的传动轴与雷达连接，固定安装在雷达的一侧。
作为改进，驱动单元设置有水平电机，水平电机的传动轴与雷达固定连接，水平电机用于保持雷达的探测激光束相对地面保持水平。
作为改进，安装基座为粘贴可撕的基座贴合在头盔主体表面，支架总成设置为弧形结构支架，配合的固定在基座上。
作为改进，安装基座为多功能基座，多功能基座上表面设置有安装槽口，支架总成与安装槽口配合卡接或悬挂的可拆卸安装，支架总成用于放置物品。
作为改进，安装基座为两组对称排布的导轨组，导轨组底部固定安装在头盔主体表面；导轨组顶部通过滑块安装有支架总成。
同时，还提供了一种基于战术指挥的绘制地图和定位系统，系统应用在上述任一头盔上，系统包括控制单元、雷达、远程客户端、电机；所述雷达用于获得待探测目标的多组特征量信号，电性连接控制单元；所述控制单元内部包括通信模块、微处理器，通信模块设置有多组wifi、4G、5G、2.4G微波中任一种无线模块，微处理器为树莓派、arduino或stm32f103中任一种；控制单元通过通信模块与远程客户端之间传送信号。
作为改进，所述雷达为激光雷达，获得的特征量信号包括待探测目标的位置，速度，周围环境中的人体、物体及建筑体。
作为改进，远程客户端设置有多窗口界面，包括地图窗口、语音交互窗口、设备信息窗口、通信状况窗口，其中地图窗口展示的信息包括激光雷达扫描环境信息实时构建的地图和人员在地图中的位置；构建地图的方式为Cartogropher、Gmapping、Hector、Karto中任一种。
作为改进，还包括喇叭/麦克风、电池、多组接口，接口设置为充电接口、信息传输接口；喇叭/麦克风、电池与电路主板均固定安装在控制单元内部。
有益效果：本发明提供的基于战术指挥的头盔，通过多位置可安装的雷达，解决了常规的GPS、北斗卫星导航在室内、隧道内、密集建筑物之间无法定位的问题，可应用于消防灭火或军人巷战、室内作战等战术指挥作战中，能够实现多方位地位置探测，不需要使用者手持操作，极其便利，能够实时地构建未知区域的地图，且准确的显示使用者的位置；同时，通过基于战术指挥的绘制地图和定位系统应用在该头盔，能够实现无线连接下，将控制单元、雷达、远程客户端的信息进行传递，提高了作战人员在复杂环境中的定位和战场环境的地图构建准确率，降低了作战环境下的安全隐患。
附图说明
图1为本发明头盔安装基座的结构示意图。
图2为本发明头盔支架一的结构示意图。
图3为本发明头盔支架二的结构示意图。
图4为本发明头盔支架三的结构示意图。
图5为本发明控制单元和远程客户端的结构图。
附图中：1、头盔主体；2、魔术贴；3、悬挂用基座；4、导轨组；5、雷达；6、控制单元；7、电机；8、悬挂臂型支架；9、弧形结构支架；10、滑动支架。
具体实施方式
下面对本发明附图结合实施例作出进一步说明。
一种基于战术指挥的头盔，包括头盔主体1、安装基座、支架总成、驱动单元、雷达；所述头盔主体1可拆卸地套设在使用者头部，安装基座设置在头盔主体1表面的前端面和/或顶部和/或侧面，支架总成固定安装在头盔主体1的安装基座上；雷达、支架总成端部固定连接；驱动单元的传动轴与雷达连接，固定安装在雷达的一侧。
驱动单元设置有水平电机7，水平电机7的传动轴与雷达固定连接，水平电机7用于保持雷达的探测激光束相对地面保持水平。水平电机7能够防止因作战人员头部倾斜导致绘制地图时检测到地面和天花板，从而产生错误地图数据。
可选择地，安装基座为粘贴可撕的基座贴合在头盔主体1表面，优选地，基座为魔术贴2，支架总成设置为弧形结构支架9，弧形结构支架9底部的粘扣与魔术贴2通过粘贴配合的固定在头盔主体1上。
可选择地，安装基座为多功能基座，多功能基座上表面设置有安装槽口，支架总成与安装槽口配合卡接或悬挂的可拆卸安装，支架总成用于放置物品，例如安装基座为悬挂用基座3，悬挂臂型支架8底部与悬挂用基座3配合的固定在头盔主体1上，悬挂臂型支架8上可以用于放置各种用途的相机，比如红外相机、运动相机，也可以根据相机的不同，更换为相匹配的悬挂臂型支架。
可选择地，安装基座为两组对称排布的导轨组4，导轨组4底部固定安装在头盔主体1表面；导轨组4顶部通过滑块安装有滑动支架10，导轨组4与滑动支架10配合安装在头盔主体1上。
同时，还提供了一种基于战术指挥的绘制地图和定位系统，系统应用在上述任一头盔上，系统包括控制单元6、雷达5、远程客户端、电机7；所述雷达5用于获得待探测目标的多组特征量信号，电性连接控制单元6；所述控制单元6内部包括通信模块、微处理器，通信模块设置有多组wifi、4G、5G、2.4G微波中任一种无线模块，微处理器为树莓派、arduino或stm32f103中任一种；控制单元6通过通信模块与远程客户端之间传送信号。
所述雷达为激光雷达，获得的特征量信号包括待探测目标的位置，速度，周围环境中的人体、物体及建筑体。激光雷达是以发射激光束探测目标的特征量的雷达，用于定位和SLAM，它可以采用RS-LiDAR-16，RPLIDAR A3等型号，解决了常规的GPS、北斗卫星导航在室内、隧道内、密集建筑物之间无法定位的问题，可应用于消防灭火或军队巷战、室内作战等战术指挥作战中，能够实时地构建未知区域的地图，，有助于指挥员实时掌握消防员、战士在室内的位置信息，以及室内结构图，为消防员、战士提供更有力的安全保障。
远程客户端设置有多窗口界面，包括地图窗口、语音交互窗口、设备信息窗口、通信状况窗口，其中地图窗口展示的信息包括激光雷达扫描环境信息实时构建的地图和人员在地图中的位置；构建地图的方式为Cartogropher、Gmapping、Hector、Karto中任一种。设备信息窗口的信息包括作战人员携带设备的电量、通信信号强度等。
还包括喇叭/麦克风、电池、多组接口，接口设置为充电接口、信息传输接口；喇叭/麦克风、电池与电路主板均固定安装在控制单元内部。
控制单元6与激光雷达5、电机7之间是电性连接的。控制单元6为整套系统的数据处理核心单元，可选择地还包含锂电池、陀螺仪/加速度计模块(MPU6050)、电源管理电路、驱动电路构成，其中电源管理电路、驱动电路采用现有中能够实现本技术方案的常规实施方式任一种。
通过上述系统，可以获得上级下发的指令和信息，如出口位置、队友位置等，作战行动提供有利保障。将通信模块植入头盔，且不像传统对讲机需要占用消防员、战士一只手用于通信。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种基于战术指挥的头盔，其特征在于：包括头盔主体、安装基座、支架总成、驱动单元、雷达；所述头盔主体可拆卸地套设在使用者头部，安装基座设置在头盔主体表面的前端面和/或顶部和/或侧面，支架总成固定安装在头盔主体的安装基座上；雷达、支架总成端部固定连接；驱动单元的传动轴与雷达连接，固定安装在雷达的一侧。
2.根据权利要求1所述的基于战术指挥的头盔，其特征在于：驱动单元设置有水平电机，水平电机的传动轴与雷达固定连接，水平电机用于保持雷达的探测激光束相对地面保持水平。
3.根据权利要求1所述的基于战术指挥的头盔，其特征在于：安装基座为粘贴可撕的基座贴合在头盔主体表面，支架总成设置为弧形结构支架，弧形结构支架与粘贴可撕的基座配合的固定在头盔主体表面上。
4.根据权利要求1所述的基于战术指挥的头盔，其特征在于：安装基座为多功能基座，多功能基座上表面设置有安装槽口，支架总成与安装槽口配合卡接或悬挂的可拆卸安装，支架总成用于放置物品。
5.根据权利要求1所述的基于战术指挥的头盔，其特征在于：安装基座为两组对称排布的导轨组，导轨组底部固定安装在头盔主体(1)表面；导轨组顶部通过滑块安装有支架总成。
6.一种基于战术指挥的绘制地图和定位系统，其特征在于：系统应用在任一权利要求1-5中头盔主体上，系统包括控制单元、雷达、远程客户端、电机；所述雷达用于获得待探测目标的多组特征量信号，电性连接控制单元；所述控制单元内部包括通信模块、微处理器，通信模块设置有多组wifi、4G、5G、2.4G微波中任一种无线模块，微处理器为树莓派、arduino或stm32f103中任一种；控制单元通过通信模块与远程客户端之间传送信号。
7.根据权利要求6所述的基于战术指挥的绘制地图和定位系统，其特征在于：所述雷达为激光雷达，获得的特征量信号包括待探测目标的位置，速度，周围环境中的人体、物体及建筑体。
8.根据权利要求6所述的基于战术指挥的绘制地图和定位系统，其特征在于：远程客户端设置有多窗口界面，包括地图窗口、语音交互窗口、设备信息窗口、通信状况窗口，其中地图窗口展示的信息包括激光雷达扫描环境信息实时构建的地图和人员在地图中的位置；构建地图的方式为Cartogropher、Gmapping、Hector、Karto中任一种。
9.根据权利要求6所述的基于战术指挥的绘制地图和定位系统，其特征在于：还包括喇叭/麦克风、电池、多组接口，接口设置为充电接口、信息传输接口；喇叭/麦克风、电池与电路主板均固定安装在控制单元内部。
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