智能眼鏡

趙華星++趙炎++王志輝

摘 要：針對部隊面向實戰(zhàn)化背景下裝備維修耗時長、難度大，技術人員少，指導不及時等問題，在提出“裝備遠程維修”想法的基礎上，文中設計了一款穿戴式眼鏡——谷歌眼鏡。該智能眼鏡實現(xiàn)了前線維修人員、指揮員、專家的遠程交互式溝通，且具有成本低，貼近民用、軍用需求，可拓展性強等特點。

關鍵詞：遠程維修；谷歌眼鏡；軍事應用

1 作品簡介

在部隊面向實戰(zhàn)化背景下，裝備維修耗時長、難度大，技術人員少，指導不及時等問題在基層修理單位日益突出，越發(fā)成為強軍興軍路上亟待改革的一大弊病。對此我們提出了 “裝備遠程維修”的想法，考慮到維修的工作性質以及遂行作戰(zhàn)的需求，把穿戴式眼鏡作為首選。我們以不足千元的成本打造了一款“谷歌眼鏡”，并在電腦、平板、手機、智能眼鏡上跨平臺開發(fā)軟件，實現(xiàn)前線維修人員、指揮員、專家的遠程交互式溝通。賦予了它全新的戰(zhàn)術背景及軍事應用，以低廉的成本與極易推廣的方案較為完美地解決了這一難題。

2 工作原理

2.1 硬件設計

智能眼鏡的硬件框架如圖1所示。

2.1.1 核心板電路部分設計

核心電路板使用RK3066（Cortex-A9），如圖2所示。通過AV接口將信號輸出至FLCOS單目液晶顯示器，通過USB接口連接小型觸摸板，如圖3所示，搭建一個微型輸入輸出設備。RK3066燒刻Android 4.2操作系統(tǒng)，在320×240分辨率下可清晰成像。為保證續(xù)航能力，音頻部分使用低功率骨傳導振子，視頻部分連接小型USB攝像頭。供電系統(tǒng)使用370mAh鋰電，USB 5 V供電，如圖4所示。至此核心板電路部分搭建完成。

2.1.2 光學部分設計

光學部分的設計原理如圖5所示。為保證成像清晰，經(jīng)光學原理計算，確定最適合光路。

硬件連接由一個反射鏡、一個凸透鏡及一個偏振棱鏡組成。連接圖如圖6所示。

2.1.3 外殼設計

參考谷歌眼鏡一代實物圖，使用SolidWorks建模設計外殼，如圖7所示，利用3D打印技術，采用光敏樹脂打印成型。

2.2 軟件設計

2.2.1 終端平臺編程

遠程維修交互系統(tǒng)采用多平臺編程，實現(xiàn)了電腦、手機、平板的全方位連通，保證全天候遠程協(xié)助修理。電腦端界面如圖8所示。手機端界面如圖9所示。平板端界面如圖10所示。平臺軟件在Windows系統(tǒng)下使用Delphi編寫，在Android環(huán)境下使用Java編寫，服務器端使用C#編寫。音視頻的采集編碼傳輸使用了Anychat SDK，傳輸方式為P2P。

2.2.2 眼鏡開發(fā)板編程

眼鏡開發(fā)板燒刻Android 4.2操作系統(tǒng)，具有良好的拓展性與兼容性，修改分辨率后即可輕松移植安卓程序。編程核心代碼如圖11所示。經(jīng)Gsensor采集上下左右方位信號，mic輸入語音信號，喇叭輸入語音信號，可與上級指控系統(tǒng)作戰(zhàn)地圖對接，實現(xiàn)遠程無線交互。眼鏡端界面如圖12所示。

2.3 功能整合與展望

設想戰(zhàn)爭情境，指揮員頭戴智能眼鏡，觀察大屏幕作戰(zhàn)地圖，隨著視線的移動，地圖畫面跟隨移動，通過語音下達一線作戰(zhàn)命令。戰(zhàn)場裝備出現(xiàn)故障，一線維修人員無法修理，通過智能眼鏡遠程呼叫指揮員，指揮員收到呼叫請求后，中斷與作戰(zhàn)地圖的連接，接通一線修理人員，以第一視角回傳畫面進行技術指導。

3 創(chuàng)新性

該作品具有如下創(chuàng)新點：

（1）成本低

谷歌眼鏡市場價高于1萬，國內(nèi)項目glxss眼鏡（只是單純做到了安卓智能眼鏡）在京東眾籌1 999元，而我們的軟硬件零售成本不足千元，量產(chǎn)可控制在700元以下。

（2）貼近民用、軍用需求

當前，部隊裝備技術性越來越高，多樣化需求越來越豐富，但基層技術專家十分缺少，加之裝備具有保密性，因此對裝備熟悉的專家更少。

維護者佩戴智能眼鏡，和設備的設計者交互式溝通，不用很專業(yè)的描述就能輕松解決問題，大大提高了效率。裝備及時維修可保證戰(zhàn)斗力再生成，在部隊信息化建設中，越來越多地運用高科技手段提高作戰(zhàn)能力。“你是我的眼”解放了修理人員的雙手，極大提高了遠程維修效率，迎合部隊信息化建設大趨勢，貼近部隊裝備維修實戰(zhàn)化總體要求。

（3）可拓展性強

當前市面上以“谷歌眼鏡”為代表的穿戴設備仍處于封閉SDK階段，第三方軟件開發(fā)困難，應用少，我們的眼鏡直接裝載原生安卓系統(tǒng)，開發(fā)第三方軟件非常方便。

通過傳感器數(shù)據(jù)的采集，可以輕易地實現(xiàn)語音、手勢等信號的輸出，與指揮控制終端對接可實現(xiàn)遠程指揮（已實現(xiàn)）。

在智能眼鏡前端添加熱成像或其他濾鏡系統(tǒng)，可實現(xiàn)紅外微光夜視功能（正在測試）。

結合安卓系統(tǒng)優(yōu)勢，建立槍械武器紅外熱源數(shù)據(jù)庫，可實現(xiàn)遠程掃描，適用于戰(zhàn)場環(huán)境下評估敵方戰(zhàn)斗力（下一步方向）。endprint