头盔显示系统

2024-11-06

头盔显示系统（共12篇）

头盔显示系统篇1

0 引言

增强现实技术 (Augmented Reality, AR) 是在虚拟现实技术基础上发展起来的一项新技术, 是对虚拟现实技术的一种新拓展, 它将虚拟图形环境与现实环境融为一体, 使用户从感官上确信虚拟环境是真实环境的组成部分[1,2]。增强现实技术的主要特性是虚实结合、实时交互和三维尺度上的匹配, 这主要通过显示技术、交互技术、多种传感技术和计算机图形与多媒体技术等的结合来实现。增强现实系统中的显示器可以分为头盔显示器 (Head-Mounted Display, HMD) 和非头盔显示设备。目前, 一般的增强现实系统主要使用透视式头盔显示器 (See-Through Head-Mounted Display, ST-HMD) [3,4,5]。

透视式HMD主要由视频透视式和光学透视式两种, 视频透视式HMD因需要进行图像融合, 增加了增强现实工作站的计算负荷;光学透视式的显示效果更加真实, 能更好地实现虚实融合。目前光学透视式头盔的几个关键问题在于:第一, 当处于外界强光下时, 头盔显示器的图像源被外界环境掩盖, 此时人眼只能看到外界环境, 看不清图像源的显示信息, 反之则由于外界环境被图像源掩盖而看不清真实场景[6];第二, 在双目部分重叠中, 由于双目观察的图像差异产生双目竞争, 严重情况下会导致图像分裂, 产生视觉疲劳, 加重使用者的工作负担[7,8];第三, 需要在双目头盔显示中实现立体显示[9]。

本文针对光学透视式HMD中的这几个关键问题, 采用分立元件研制双目光学透视式头盔显示器, 实验研究了HMD图像源和外界环境亮度随偏振片方位角的变化;调查研究了HMD双目重叠范围的改变对视觉效果的影响;并根据视差原理编程制作立体图像对, 在双目HMD中实现立体显示。

1 双目透视式头盔显示器

光学透视式HMD实验平台的结构如图1所示, 采用LCD作为图像源, LED阵列作为背光源, 通过匀光后照射到LCD上。LCD发出的光为线偏振光, 经过光学成像系统成一个放大的虚像, 再经过组合镜和外界环境光合成后进入人眼。

组合镜将图像源所成的像和外界环境合成后投入到人眼, 可同时看到图像源信息和外界环境。最简单的组合镜采用分光比1:1的分光镜, 这种结构对图像源和外界光都具有50%的损耗。本文采用偏振分光棱镜 (Polarization Beam Splitter, PBS) 作为组合镜, 从光学成像系统出来的线偏振光, 经过半波片调整后变为S偏振光, 被PBS完全反射进入人眼, 外界环境光的P分量偏振光透过PBS后进入人眼。这种结构对外界环境光有50%的损耗, 但理论上对图像源的光没有损耗。

图像源采用美国Kopin公司的LCD显示模块, 屏幕对角线0.44英寸, 分辨率640×480;PBS的工作波长范围为450~650 nm;半波片的工作波长在532 nm;偏振片1和2的消光比大于100:1, 波长范围为450~650nm。实验过程中发现, 由于所采用的半波片工作在532nm处, 所以对整个可见光范围的光进行偏振态调节时, 各个波长的偏振态位置偏差较大, 导致最终对亮度的调节范围变小, 仅为最大亮度的40%左右。经过测量发现, 所采用的LCD模块发出的线偏振光的偏振方向与PBS的S光方向一致, 因此可用宽波长范围的偏振片1替代半波片, 既可以使亮度调节范围接近100%, 又能保证最大亮度值不降低。最终研制的HMD参数为:单目视场为30°, 双目视场为30°~60°;图像畸变小于5%;出瞳直径约10 mm, 出瞳距离20 mm。

2 实验结果及分析

1) 图像源及外界环境光的亮度调节

在日光灯照明的室内情况下进行测量, 以右眼的测量结果为例, 左眼测量结果与右眼一致。没有加偏振片2时测得透过PBS的外界环境亮度为167.8 cd/m2。加偏振片2后的测量结果如图2所示, 亮度随偏振片2方位角的变化成余弦变化趋势, 最大值为149.6 cd/m2, 最小为2.67 cd/m2, 即通过转动偏振片2的方位角可以调节进入人眼的外界环境光亮度。最大值没有达到167.8 cd/m2是由于各镜面的损耗造成的。

没有加偏振片1时, 测得经过PBS后的图像源光亮度为116.6 cd/m2, 亮度变小是由于镜面反射的损耗所致。加偏振片1后测量结果如图3所示, 亮度随偏振片1方位角的转动成余弦变化趋势, 最大值为96.52cd/m2, 最小为0.443 cd/m2, 即通过转动偏振片1的方位角可以调节进入人眼的图像源光亮度。最大值没有达到116.6 cd/m2是由于各镜面的损耗造成的。

图4所示为PBS的P、S偏振方向及偏振片的偏振方向, 可根据图4 (a) 和 (b) 分别对上述图2和3所示结果进行分析。图4 (a) 中偏振片2与P光夹角为θ1, 设外界光强为I1, 不考虑各镜面的损耗, 则透过偏振片2和PBS后的光强为 , I2随θ1呈现余弦变化规律, 即达到人眼的外界光亮度随偏振片2的转动呈图2所示的变化规律。图4 (b) 中偏振片1与LCD偏振方向的夹角为θ2, LCD偏振方向与S光夹角为θ3, 设从光学成像系统透过后的光强为I3, 不考虑各镜面的损耗, 则经过偏振片1透射, 再经PBS反射后达到人眼的光强为 , 因为θ3为定值, I4随θ2呈现余弦变化规律, 即达到人眼的图像光亮度随偏振片1的转动呈图3所示的变化规律。

因此采用PBS作为组合镜, 可以对图像源和外界环境的亮度进行调节。在处于外界强光下时将外界光亮度调低, 在处于外界暗光下时将图像源亮度调低, 让二者的亮度达到最佳匹配状态, 使虚实环境最佳融合。用相机记录下的头盔显示器的虚实融合图片如图5所示, 图中茶壶为HMD图像源所成的虚像, 其余部分为真实外界环境, 二者能有机地融合。

2) 双目视觉效果随重叠范围的变化

双目重叠范围的改变对视觉效果有很大影响, 由于视觉因素受人的主观影响较大, 无法用仪器直接测量, 因此我们采用调查问卷的方式对此进行研究:调节双目重叠范围从完全不重叠到完全重叠, 每隔5°对人眼观看HMD的几种视觉因素以问卷调查的方式进行统计测量。总抽查人数为19人, 男女比例为10:9, 年龄范围在20~38岁之间。

由于双目图像差异的影响, 使观察者感觉到图像有不同程度的重影, 图6所示为“图像是否重影随双目重叠范围的变化调查”。当双目完全不重叠时, 感觉图像重影的比例最高, 约37%, 这是由于边缘视场的轻微畸变以及视觉暂留效应造成的;完全重叠或大范围重叠时, 感觉图像重影的比例低, 最低约为10%。

“视场中心是否模糊随双目重叠范围的变化调查”如图7所示。重叠范围在15°到30°的时候, 感觉视场中心模糊的比例很小, 约为5%, 当重叠范围在15°以下时, 比例逐渐增高;完全不重叠时, 比例达到约68%, 这是由于边缘视场的畸变造成的。

“双目竞争程度随双目重叠范围的变化调查”如图8所示。双目竞争是由于左右眼图像的差异以及重叠区域与其它区域的差异造成的, 结果使双目图像不能有机地融为一体。完全重叠时不存在双目竞争现象;当重叠范围在10°~25°时, 有10~31%的人感觉到较弱的双目竞争现象, 其中在25°时最低, 为10%;当重叠范围为5°时, 除了26%的人感觉有较弱的双目竞争现象外, 还有10%的观察者感觉到很强的双目竞争;双目完全不重叠时, 85%的人感觉到很强的双目竞争, 此时双目竞争现象最明显。

综上所述, 为了降低或消除图像重影、视场中心模糊及双目竞争等不良视觉效果, 同时又期望HMD具有尽可能大的视场, 需要对HMD的双目重叠范围进行综合考虑。根据图6~8的数据结果进行均衡考虑, 该HMD的最佳双目重叠范围为10°~15°, 即重叠范围约为单目视场的33~50%为最佳效果, 此时双目显示具有约45°~50°的视场范围。

3) HMD的立体显示

要实现增强现实, 必须在双目HMD上实现立体显示。相比较于现有的自由立体显示器, 双目HMD的立体显示具有的优点有:左右眼图像对合成方式较为简单, 移动, 因此双目HMD的立体显示的观察位置和视点不受限制, 而自由立体显示器只能在几个特定的观察位置才能感觉到立体效果。避免了采用光栅或棱镜等光学元件, 直接将左右眼图像对分别送给双目HMD的两个图像源显示;由于HMD佩戴在头部, 可随观察者的位置任意

根据视差原理, 利用Microsoft VC++编程制作成左右眼立体对, 如图9所示。将图9中的左右眼图像分别送入HMD的左右眼图像源, 观察者左右眼分别观看这两幅图像中的对应的一幅, 经过大脑的视觉生理作用能明显感觉出图像中鼻子和耳朵之间的深度, 并且整个图9中的头部各部位在不同的深度显示, 产生显著的立体效果, 实现双目HMD的立体显示。

3 结论

光学透视式双目头盔显示器是增强现实系统中重要的人机交互接口设备, 文中采用分立元件研制双目光学透视式头盔显示器, 针对其中的关键问题开展实验研究。采用偏振分光棱镜作为组合镜, 配合偏振片方位角的改变调节图像源和外界环境的亮度, 使二者达到最佳融合状态。对双目HMD的视觉效果随重叠范围的变化进行调查研究, 结果表明, 双目重叠范围为单目视场的33~50%时效果最佳, 且具有较大的视场。根据视差原理编程制作立体图像对, 实现HMD的立体显示。通过对这些关键问题的研究, 使HMD的实际应用成为可能, 为增强现实系统提供人机交互设备, 并可广泛应用于军事模拟训练、武器研制、工业培训、医疗及娱乐等方面。

摘要：采用分立元件研制双目光学透视式头盔显示器, 对双目透视式头盔显示中的关键问题进行实验研究。用偏振分光棱镜作为组合镜, 通过理论分析, 发现图像源和外界环境的亮度随偏振片方位角呈余弦变化规律, 并通过调整偏振片使头盔显示器的图像与外界环境达到最佳融合状态。调查研究了头盔显示器双目重叠范围的改变对视觉效果的影响, 数据结果显示, 双目重叠范围为单目视场的3350%时效果最佳。最后根据视差原理编程制作立体图像对, 分别显示于头盔显示器的左右眼, 实现立体显示。

关键词：头盔显示,增强现实,双目竞争,立体显示

参考文献

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[2]周雅, 马晋涛, 刘宪鹏, 等.可寻址光线屏蔽机制光学透视式增强现实显示系统研究[J].仪器仪表学报, 2007, 28 (6) :1134-1138.ZHOU Ya, MA Jin-tao, LIU Xian-peng, et al.Novel optical see-through head-mounted display with occlusion and intensity matching support[J].Chinese Journal of Scientific Instrument, 2007, 28 (6) :1134-1138.

[3]Birkfellner W, Figl M, Huber K, et al.A head-mounted operating binocular for augmented reality visualization in medicine-design and initial evaluation[J].IEEE Transactions on Medical Imaging (S0278-0062) , 2002, 21 (8) :991-997.

[4]A Sisodia, M Bayer, P T Smith, et al.Advanced helmet mounted display (AHMD) [J].Proc.of SPIE (S0277-786X) , 2007, 6557:65570N-1-11.

[5]B Foote, S Jose.Design impacts to the HMD when used as the primary display[J].Proc.of SPIE (S0277-786X) , 2001, 4361:30-34.

[6]H Hua, C Y Gao.A polarized head-mounted projective display[C]//IEEE Proceedings of the International Symposium on Mixed and Augmented Reality, Vienna, October5-8, 2005:32-35.

[7]Kalich M E, Rash C E, Corina van de Pol, et al.Biocular image misalignment tolerance[J].Proc.of SPIE (S0277-786X) , 2003, 5079:284-295.

[8]Yamazoe T, Kishi S, Shibata T, et al.Reducing binocular rivalry in the use of monocular head-mounted display[J].JOURNAL OF DISPLAY TECHNOLOGY (S1551-319X) , 2007, 3 (1) :83-88.

[9]Takagi A, Yamazaki S, Saito Y, et al.Development of a stereo video see-through HMD for AR systems[C]//IEEE Proceedings of ISAR, Munich, October5-6, 2000:68-77.

头盔显示系统篇2

今天是星期天，爸爸答应带我到城关买套衣服。一切准备停当，我坐在摩托车后座，望了望爸爸的头盔，才发现我还是“光头”。

“爸爸我要戴头盔。”我提出要求。

“今天天气不冷，你就不用戴头盔了”。爸爸婉言相拒。

“戴头盔是为了安全。”我得理不饶人。

“你小子是不相信我的车技?”爸爸显然有点生气了。

对于自以为是的爸爸，我准备给他普及一下交通安全知识。我从后座下来，嘟着嘴说：“爸爸，我们学校刚刚举办了交通安全讲座，录像里的车祸场面惨不忍睹……”

“闭嘴，尽说丧气话，你爱去不去!”爸爸发动车子，做出要开车的样子。

看来要戴上头盔还真得下一番苦工。我见势不妙，连忙抓住车把。“爸爸，你看过《植物人是怎样炼成的》这本书吗?”为了增强说服效果，我特意在“植物人”三个字上加重了音。

“那是《钢铁是怎样炼成的》，小子，别吓唬你爸，给你头盔就是了。”我觉的头顶一重，原来是妈妈把头盔套在我的头上了。

“孩子说的.对，安全最重要。这是陈亮哥哥的，先借你戴一回。”妈妈笑眯眯的望着我。

“还是妈妈有交通安全意识。”我学着老师教育我们的口气，给妈妈带了顶“钢盔”。

“孩子他爸，到城里给孩子买顶头盔，省的以后回回跟你嚼舌。”妈妈作了指示。

“要衣服还是要头盔，你自己决定。”爸爸开始让步。妈妈的话有分量哟，以后得多爱妈妈一点呀。

“那我就要头盔吧，不过要买好的。”我故意作出艰难抉择的样子。(我心里清楚，头盔到手了，买衣服的事找妈妈就行了。)

“上车吧，小子。”

头盔显示系统篇3

关键词：ZigBee技术定位跟踪移动目标

在煤矿系统中，矿井危险事故时有发生。只有获得受困工人准确的位置信息，抢救工作才能保证及时而又避免误伤。因此，设计安装一套煤矿井下人员的定位跟踪系统，成为一项十分紧迫的任务。

1方案的比较与选取

表1所示为四种无线通信方式的性能参数比较。

由表1可以看出ZigBee技术的优势是成本低、功耗小，而针对于煤炭行业资金不足、煤矿井下巷道曲折多变、风门众多、电源供电控制严格的特点非常适合应用Zig-Bee技术。虽然ZigBee技术的数据传输率不高，但足以满足定位系统的传输速度要求。

本方案选用2.4GHz频段的全球通用的ZigBee技术，采用基于ZigBee的无线传感器网络设计方案实现井下人员定位。在定位算法方面，采用国际上最先进的RSSI（接收讯号强度指标）算法，实现矿工的精确定位。

2定位跟踪系统的组成

定位跟踪系统主要由井上和井下2部分组成。井上部分包括大屏幕、计算机网络、485或光纤传输介质等。井下部分采用以太网技术，按照网络拓扑结构进行模块设置，每个网络模块由一个无线定位网络和若干个移动目标节点组成，定位网络节点简称FFD，移动目标节点简称RFD。系统组成如图1所示。

2.1ZigBee无线定位网络组成ZigBee无线定位网络的有网关、参考和定位节点三个部分，网关节点完成有线与无线信号的切换，参考节点为移动目标节点提供参考坐标与信号强度信息，网关和参考节点均以cc2430芯片为核心。移动目标节点以cc2431芯片为核心。

针对现场环境要求，沿巷道每隔45～180m，或者工作面高度降低45m时，在巷道合适位置（如巷道两侧顶部）设置参考节点，合理布局定位节点，安置完成的网络模块会自动形成一个ZigBee无线定位通信网络。每个节点模块的标识地址都是唯一的。为保证ZigBee网络的可靠通信，网络模块布局要保证每个模块可以保持与两个以上的模块实时通信。

2.2移动目标节点将基于ZigBee并具有身份识别功能的无线模块制作成一个便携式装置，并置于井下作业人员的头盔式安全帽内，完成无线收发功能。为了节省电力，利用IEEE802.15.4无线传输技术对模块的休眠、唤醒过程合理地控制，模块自身也只是每隔10～30s向邻近的定位网络节点发射身份地址码信号。每个下井的作业人员，都随身佩戴这样一个标志唯一身份地址的装置，其位置参数的获得来自于利用无线信号的强弱与定位节点的距离对照换算，理论上定位精度很高，可以达到2.5m。

3定位过程

cc2431模块自带了一个用于定位的引擎硬件，该引擎是在节点层面根据网络中的已知定位节点所接收到的无线信号强度值（RSSI）采用分布式算法对移动目标节点的位置完成估算。其计算原理是：由于通过预先实际环境的测量获得了信号强度与距离的函数关系，因此依据信号的强度，定位引擎可以通过已知的定位节点来确定与正在进行通信的移动目标节点之间的距离。只要利用两个定位节点来计算所获得的此目标节点的信号强度值，该移动目标的具体位置就可以确定。

4结语

通过比较B1ueTeeth、Wi-Fi、ZigBee、UWB这四种无线通信技术的具体特点，选取了基于ZigBee技术设计的头盔式煤矿井下人员无线定位跟踪系统的设计方案，并对系统的设计进行了重点阐述，详细说明了无线定位跟踪的实现流程，该设计方案中无线定位跟踪系统非常适合于煤矿的井下人员使用。

参考文献：

[1]王志中.煤矿井下人员定位系统研究[J].中国优秀硕士学位论文全文数据库，2011，S1.

[2]郭秀才，滕以金，窦美玲.井下人员定位跟踪检测系统的研究[J].矿业安全与环保，2009，36（5）.

[3]谢晓佳，程丽君，王勇.基于zigbee网络平台的井下人员跟踪定位系统[J].煤炭学报，2007，32（8）.

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头盔显示系统篇4

变电站设备巡视工作是变电站运行工作中的一个重要组成部分, 其目的是检查设备运行状态是否良好、是否存在缺陷, 使设备能够稳定可靠地运行。巡视质量是设备安全、现场作业安全、电网安全的一个重要保障。现阶段的设备巡视一般是目测, 手摸和耳听设备的运行状况[1]。传统的变电站巡视工作存在某些问题。以目测设备状况为例, 目测的方法有很大的局限性, 对一些有发展性的缺陷较难准确发现和判断。特别是一些在运行中较易发热的设备缺陷, 要到设备发热到一定的程度后才能被发现, 这样就给设备缺陷的及时发现和处理造成延误。在人员方面, 两人或多人巡视经常产生相互依赖, 责任分散的现象。单人巡视又会产生巡视不到位的问题, 这样巡视效果得不到保证, 同样给设备安全运行埋下隐患。

2 头盔系统的介绍

头盔系统包括头盔音频系统和头盔视频系统。头盔音频系统通过声音进行信息传递, 将反馈点的信息传送到信号源处;头盔视频系统通过图像反馈, 把信息直观地传达给接收处。头盔音频与视频系统的结合, 能够很好地改善巡视中一些问题, 在日常巡视中有着广阔的运用前景。

3 运用头盔系统的单人巡视模式

头盔系统有良好的特点, 为单人巡视创造了条件。以往每次巡视配置两人, 是从安全方面考虑的, 双人巡视的好处在于能够有效地巡视到位。通过两个人的观察视角和思维模式, 将设备的状况摸清楚, 及时发现缺陷以及故障。同时巡视中能够互相关照、提醒, 避免漏巡和重复巡视。但是在实际运行工作中, 双人巡视往往会出现相互依赖的心理, 有可能出现马虎、漏巡、考虑不周密等现象, 影响整个日常巡视的巡视质量。

单人巡视能从很大程度上解决巡视的依赖心理, 但简单的进行单人巡视很不安全, 巡视质量很难得到保证。通过运用头盔系统来进行单人巡视, 能够避免单人巡视的缺点, 同时也能拥有双人巡视的优点, 这种巡视方法自身也有其独特的好处。

3.1 具有互动性的单人巡视

以往的巡视是一个单向反馈的过程。运行人员从主站出发, 将巡视任务带到子站, 巡视完成后, 将完成的情况反馈给主站。由于主站的值班员没有其他的途径了解巡视的完成情况, 巡视质量就全部依靠巡视人员的素质和责任感。通过头盔系统的单人巡视, 监控人员和巡视人员能相互配合, 使巡视变得更加互动, 信息变为双向。以日常的记录为例, 可以利用头盔音频系统进行询问式记录, 即在巡视过程中, 监控人员与巡视人员通过声音协作。巡视人员读出表值, 监控人员记录表值, 并与上一日记录核对, 准确无误后即可完成当日记录。当监控人员对数据有疑惑时, 可以通过头盔视频系统亲自查看进行核对。实践过程中, 这种方法有效地确保了巡视人员认真地读取每一个表值, 减少了巡视人员边读取边记录产生的麻烦, 提高了巡视人员巡视设备的到位率, 增加了监控人员与巡视人员信息沟通的及时性和互动性。

3.2 能够实时监督的单人巡视

单人巡视和双人巡视最常出现的就是巡视不到位, 其中单人巡视要比双人巡视严重。运用头盔系统的单人巡视可以改善巡视不到位的问题。在巡视过程中, 可以利用头盔音频系统进行不定时询问抽查, 也可以利用头盔视频系统进行全程监督。这种方法使巡视人员能够积极巡视, 避免了懒惰、遗忘等现象。在实践中, 通过巡视中的询问, 设备的巡视到位率得到了显著的提高, 使巡视不留下死角, 保证了巡视质量。

3.3 巡视中设备问题的处理

无论是单人巡视还是双人巡视, 巡视过程中难免会发现设备缺陷或者其他一些问题。如果是比较简单情况, 通过每个站的通讯设备可以得到解决。但是有时候设备的缺陷比较复杂, 并不能够当场分析出来或者通过语言表述清楚, 若不及时反馈处理又会影响设备安全。利用头盔系统可以解决这些问题, 头盔视频系统可以将照片传递给监控人员, 监控人员和现场人员得到的信息就完成对称了, 缺陷的处理分析从一个巡视人员参与扩大到整个变电站人员参与, 大大提高了处理的准确性和及时性。实践中还发现巡视过程中某些标记太高无法读取, 同样可以通过头盔视频系统将照片放大, 让监控人员进行读取。通过头盔系统, 能够准确及时地上报设备问题。

结合头盔系统的单人巡视, 能够节省人力, 同时大大提高巡视质量。这种巡视要求头盔系统的信号源和信号终端具有良好的通信状况。在监控中心[2]设立通信总源和在各个主站设立通信源, 可以使信号通道互为保证, 防止利用头盔系统巡视时信号中断, 造成记录和巡视的麻烦。

4 结论及建议

综上所述结合头盔系统的单人巡视有节省人力、互动性大、监督性强、设备问题反馈及时准确等优点, 但头盔系统本身的信号要求良好。若将头盔系统和其他设备再进行结合的话, 可以得到更好的效果。例如头盔系统与红外测温仪结合具有测温功能的头盔系统, 在发现缺陷时能同步测温, 对明确故障具体位置有很大帮助。在大集控模式、变电站智能化的形势下, 有效地把设备巡视这不变的事情做好, 保障电网基础, 才能应对日新月异的电网发展。

参考文献

《神秘的头盔》读后感篇5

小虎队最终得到了暗语解密尺解读之后，没想到，除了乘坐热气球之外，还有其他的方法可以进出胡帕克城堡，就是还有一条密道可以进入城堡，第二天、三只小虎终于从密道进了城堡，他们发现了二个坏人弗列德和假画家，他们挟持博士，想窃到博士的新发明，现在小虎队知道求救信号是博士发的，小虎队最终打败了坏人，用热气球救出了博士。

野战头盔藏秘技篇6

之前，英国作战部队一直在使用一种“布丁碗”风格头盔，在作战中，士兵的面部、下巴和颈部往往伤情严重，这使得对头部和颈部增加保护成为头盔改革的先决条件。

全方位作战平台新款机械抗弹头盔重约3斤，从头盔的照片上显示，头盔顶部的正中央装有可以进行夜战的夜视眼镜，右边配置了一个能长期使用的光源。左边装备有摄像头，能够将前线图片发送到后方，使指挥更加有效，头盔俨然成了一个作战平台。

耳朵部位的装备既能在爆炸时有效降低伤害噪音伤害，又能使人声音清晰可闻。相比其他头盔一击即破的防护眼罩，这款头盔的防护眼罩能防备5米内的枪击和沙尘暴。头盔的装备中还配备了防爆防沙防雾眼镜，轻便易携带，不使用时可以用手压扁折叠后放在口袋里。

这些眼镜还有自动互换镜头功能，白天可以免受太阳照射、晚上又能清晰看东西。另外，一般的头盔由于其大小问题可能使狙击手不能隐蔽身影，从而影响到射击的有效性，但该头盔上的下巴保护器能在必要时被分离，从而减小头盔大小，便于隐藏。报道称，这套设备经过4年的反复试验。

每个头盔超3万元新款头盔在实用的同时，又有非常炫酷的外观。Revision Military副总裁霍伯称：“士兵们对装备非常讲究，他们希望装备是他们炫酷的一部分，因此我们把头盔设计成非常性感的装备。”2003年曾有报道称，超过一半的英国士兵自己掏腰包购买衣物等设备。其中包括购买靴子、军裤、夹克、睡袋、手电筒、头保护及负载设备等。

据悉，此次英国与Revision Military公司签订了约3000万英镑（折合2.85亿元人民币）的合约，购买9000件头盔来装备陆军和皇家海军陆战队，每个头盔价值折合超过3万元人民币。

未来战士装备将面世美国Revision Military公司在成功推出机械抗弹头盔后，又利用现有技术，组合出一款未来战士装备，实现强强联合。

这套设备具备外骨骼动力系统和人体工程学护甲，内置温度控制系统，采用全防护头盔和广角夜视镜，并将众多设备有机地结合为一体。成功解决了过去普通重型一体化防弹衣十分笨重，不利于身体活动的缺点，将防护甲分解成数块独立的护甲，实现了防护能力与灵活性的统一。

头盔显示系统篇7

关键词：定制系统,农业运输车头盔,网络数据库,Cult 3D

0 引言

农业运输车头盔是保护头的重要工具, 在农业运输中得到了越来越广泛的应用, 对生命安全的保障和工作效率的提高有着直接或间接的作用。目前, 市场上的农用头盔造型单一, 规格通常有大、中、小3种, 存在着外形不美观、佩戴舒适性差的缺点。随着消费者欣赏水平的提高和个性化意识的增强, 传统产品设计生产方式与客户需求产生一定的脱节, 无法在最大程度上满足客户个性化的需要。个性化产品定制就是让客户通过自身的定制系统, 定制出满足客户个性化需要的产品。其特点是: 产品批量小、质量高、对市场反应快和客户主导。

针对现有农业运输车头盔存在的缺点以及人们日益多样化的需求, 本文着眼研究一种农业运输车头盔的网络定制系统。在系统页面上, 消费者可以选择自己喜爱的头盔外形、色彩、材质, 以及输入人机尺寸, 定制结果以三维数字化模型的方式实时展示, 并提供相当丰富的交互操作, 促进其对产品的深入观察, 最大可能地满足使用者的需要。

1 农业运输车头盔定制系统的意义

农业运输车头盔的这种网络定制方式由以下几个方面的好处:一是个性化定制的农用头盔满足了顾客的特定需求, 是按照客户的呼声而“量身制造”的, 能够充分体现“惟我所用”的特性;二是用户在线选择后即可获得定制结果, 根据自己对定制结果的满意度来选择最终产品, 从而确保定制结果的准确性;三是对于企业来说, 产品的网络定制缩短了产品的销售渠道, 减少了企业的产品开发风险, 避免了盲目的生产和无谓的投资。同时, 有效地降低了产品的库存, 提高了企业的资金流动率[1]。

2 农业运输车头盔定制系统的体系结构

2.1 系统结构

农业运输车头盔定制系统采用网络B/S模式, 综合应用ASP (Active Server Pages) , VBScript、网络数据库和Cult3D网络三维浏览技术等构建一个提供Web服务的门户网站。系统分为3个层次结构: 网络数据库层、逻辑层和应用层。其中, 应用层分为4个核心定制模块及两个扩展定制模块, 各模块以构件形式集成, 运行在一个基于网络的产品定制平台上。整个系统通过网络环境集成产品搜索、形态定制、色彩定制、材质定制等核心定制模块, 以及包装定制和服务定制两个扩展定制模块, 并通过电子商务模块完成用户信息管理、订单管理和产品数据管理, 页面提供给使用者方便的操作环境, 能够满足新型电子商务应用需求。系统主要由网络数据库、网络服务器、Cult3D 三维展示等几个部分组成[2]。系统结构如图1所示。

2.2 实施路线

农业运输车头盔定制系统的具体实施路线为:首先进入网络定制系统首页, 用户在注册、登陆后进入农业运输车头盔产品库, 库中有产品图片和相应产品编号;点击编号, 进入产品虚拟展示页面, 用户可以对产品三维模型放大、旋转和平移, 进行多角度、多方位、动态实时的浏览和查看;选择合适的盔型后依次进入色彩定制模块、材质定制模块, 分别定制农用头盔的颜色、材质。在这两个模块中, 点击页面中给出的颜色或材质块, 产品即可生成相应的模块或材质;确定后转到人机定制模块, 输入合适的人机参数, 主要包括头长、头高等, 从而完成核心定制, 结果同样以三维动态方式显示。随后进入扩展定制模块, 可选择包装方式、送货类型, 每项都标有相应价格。进行订单确定后系统转至电子商务功能模块, 用户填写地址、邮编、电话等信息, 以确保邮寄准确, 提交后即完成定制过程, 定制流程如图2所示。

3 农业运输车头盔定制系统的关键技术

农业运输车头盔定制系统主要解决两项关键技术:网络数据库的搭建和网络环境下虚拟产品的构建。前者利用ASP动态网页技术、Vbscript脚本以及微软的Access搭建网络数据库, 构建了定制系统的平台;后者运用3DS MAX建模软件和Cult3D技术实现了对产品模型的在线多角度、全方位观看。

3.1 网络数据库技术

应用ASP, VBScript脚本及网络数据库技术实现农业运输车头盔类型搜索、定制结果的在线保存与订单生成。本系统的开发采用微软公司的Access数据库, 它能帮助用户方便地得到所需信息, 并提供强大的数据处理工具。本数据库主要包含5个数据表:管理员信息表、用户信息表、产品信息表、定制信息表和调查问卷信息表, 需要时由ASP程序调用相关数据表来执行任务。产品信息表中存有全部农业运输车头盔模型, 客户可根据喜好搜索产品类型。客户完成产品各模块定制并提交后, 将激发订单生成事件, 系统通过表单形式 (Form) 发送并存储到数据库的相应数据表中, 然后由数据库读取相应数据并在浏览器页面上自动生成。服务器端通过表单来接收客户的请求, 并将订单已经生效的信息反馈给用户, 这样客户就完成了客户化的产品订购过程[3]。

3.2 产品模型的建立与交互展示技术

系统采用Cult3D技术以实现农业运输车头盔模型的三维可视化展示和交互。三维数字化展示是产品定制中的重要部分, 它使客户能够交互式动态浏览产品的外形以及内部结构, 甚至可以改变产品的颜色和材质, 详细了解农业运输车头盔的内外在品质特性。瑞典Cycore公司开发的 Cult3D软件支持3DS MAX, Maya等建模软件, 使用其开发工具输出的三维图像文件, 压缩率极高, 非常适合互联网传输, 在视觉效果上可达到照片级真实。Cult3D采用Java 编写, 可以方便地利用Java来增强交互性和扩展性, 同时能和浏览器与数据库非常方便地进行通信, 开发效率也要高得多。Cult 3D虚拟头盔的构建过程, 主要分为4步:生成原始三维模型、原始模型输出、编辑Cult 3D文件和导出Cult 3D模型对象, 如图3所示[4]。

4 农业运输车头盔定制系统的开发与应用

根据上述理论, 开发了农业运输车头盔定制系统, 其交互式界面系统, 人机界面设计美观、简洁、互动性强、易学易用。系统界面如图4所示。

5 结论

利用网络数据库以及Cult 3D虚拟展示技术等实现了农业运输车头盔定制系统的开发。经试验证明, 该系统可以有效地提高产品定制的客户满意度。随着网络技术的进一步发展与普及, 该系统有广阔的应用前景。

参考文献

[1]陈炜.基于Cu lt3D的产品网络化拼装定制与展示技术研究[J].计算机工程于应用, 2006 (17) :2-3.

[2]李晓玲.基于网络的手机定制系统的实现方法研究[J].计算机应用研究, 2006 (9) :3.

头盔显示系统篇8

头盔显示器 (Head mounted display, HMD) 是一种固定在头盔上, 为使用者产生可视图像的小型显示装置。头盔显示器的显示部件主要由数字像源、光学系统组成。数字像源目前主要有主动发光的硅基OLED、被动发光的硅基液晶 (LCoS) 和透射式LCD。透射式LCD又有两种不同的制作方式, 一是以EPSON和SONY公司为代表的在石英基板上采用高温多晶硅 (HTPS) 技术制作的透射液晶, 二是以Kopin公司为代表的在单晶硅 (Sigle crystal silion-on-insulator, SOI) 上制作有源器件并将硅片上的有效器件部分剥离并转移到透僇基板上制作的透射式单晶硅液晶。

透射式LCD以其高寿命、高亮度、亮度调节范围广、技术成熟、光路简单等优势常被作为数字像源的首选。本文介绍一种基于Kopin公司AML-CD微显示器的头盔显示器数字像源的驱动控制方法。

1 数字像源原理框图

数字像源主要由以下几部分构成:DVI视频解码器、显示器件、驱动IC以及由FPGA实现的控制逻辑等。图1为数字像源原理框图。

2 数字像源的具体设计

2.1 显示器件CyberDisplay1280MLV[1]

CyberDisplay1280MLV是一款在单晶硅上利用高速CMOS工艺制作的单色微型AM LCD, 其主要性能:有效分辨率为1280×1024 (SXGA) , 像素节距为15μm, 有效显示面积为19.20mm×15.36mm (2.46cm对角线) , 可选节电模式, 具有左右、上下镜像功能, 交流耦合驱动方式 (AC-coupled Drive) 。图2为CyberDisplay1280MLV的组成框图。

由图2可以看出, CyberDisplay1280MLV的输入信号分为三类:

(1) 电源:VDD———+4.8 V;VSS———-6 V;VEE———GND;VWWH、VWWL———直流恢复电平, 通常接GND。

(2) 控制逻辑信号:CK0、CK1———两相像素时钟;HS———水平启始脉冲;EN———显示使能;DWN———上下扫描方向设置;SLEEP*———使功率控制回路停止工作, 并向整个像素阵列写入0V, 使显示器处于休眠状态;I———指令输入, 为了减少输入信号线, 将若干信号组合成一根, 在显示器内部分时采集。

(3) 视频输入:VID0L———VID3L;VID0H———VID3H。

2.2 驱动IC KCM-251[2]

KCM-251是Kopin公司的一款专用于微显示驱动的专用集成电路 (ASIC) , 图3为KCM-251组成框图。KCM-251接收来自ASIC/FPGA的数字视频信号, 通过内部集成的八个10-bit DAC和十六个运算放大器将数字视频信号转化为模拟信号, 内部集成十七段Gamma查找表, 用于对输入的数字视频信号进行Gamma校正, 支持行反转、帧反转及点反转的驱方式, 提供控制信号的电平转换、通用DAC及ADC, LED背光驱动等功能。

2.3 数字像源的驱动方式

AM LCD的每一个像素具有一个TFT, 其柵极 (gate) 连接至水平方向的扫描线, 漏极 (drain) 连接至垂直方向的模拟视频数据线, 而源极 (source) 连接像素电极, 像素电极的另一端为公共电极, 对像素所施加的电压VLC是像素电极的电位Vp与公共电极电位VCOM之差:

在水平方向的同一扫描线上, 所有的TFT的栅极连接在一起, 当顺次扫描每条水平线, 在其上施加足够大的正电压, 则该水平线上的所有TFT均被打开, 垂直方向上的视频数据与像素电极连接, 将像素电极充电至适当的电压。对每个像素中的液晶光阀而言, 所施加的电压与光的透过率有着固定的关系, 配合背光源即可显示所需的画面。

液晶材料不能工作在直流电压状态下, 因此AM LCD的像素不能以直流电压驱动, 必须定时极性反转, 以交流方式驱动。相比于传统的DC-common驱动式和Al-common驱动方式, CyberDisplay1280MLV采用独特的AC-coupled驱动方式, 兼有DC-common驱动方式和AC-common驱动的优点, 其驱动原理示意图如图4所示。

在这种新型的结构中, 公共电极电压VCOM直接接地电平, 视频信号通过两个放大器产生互为反相的信号, 由外部电容耦合到CyberDisplay1280MLV的输入信号端VIDH和VIDL, 在CyberDisplay1280MLV内部互补MOS列驱动器的p

沟道MOS管和VIDH连接, 而n沟道MOS管则与VIDL相连。水平扫描电路根据视频信号的反转极性只打开对管中的一个, 通过在视频信号的消隐期的直流恢复使第一个电容上的压降为0 V, VID等于VIDH, 第二个电容上的压降为Vp, 使VIDL的电平下移了Vp, VIDH和VIDL各自的摆幅是Vp, 而总的视频信号的电压范围是2 Vp。视频信号、直流恢复及极性反转的波形图如图5所示。

2.4 时序控制 (TCON) 及数据处理

时序控制及数据处理电路在FPGA中实现, 主要完成三部分功能:视频数据处理功能;驱动控制功能;Gamma校正功能。

(1) 视频数据处理功能块:完成外部数字视频数据的输入、锁存、视频数据的有效性判别、视频数据的格式变换、内部视频发生器以便在无有效的外部入视频时切换到内视频、输出接口等。图6为输入数据与输出数据时序关系图。

(2) 驱动控制功能块:其作用是把视频数据输入接口接收的符合VESA标准的控制信号DE、Hsync、Vsync转化为驱动IC (KCM-251) 及显示器件 (CyberDisplay1280MLV) 能够识别的控制信号。图7为水平同歩周期控制时序, 图8为垂直同步周期控制时序。

VESA标准的SXGA视频信号的定时参数与CyberDisplay280MLV要求的定时参数是不同的, 常规的作法是采用行FIFO (先进先出寄存器) 进行时域变换, 以满足CyberDisplay1280MLV的时序要求。经分析发现, 二者行扫描的象素总数和有效显示象素数是一样的, 但行同步位置不同。因此可以以VESA的数据有效信号即DE, 点时钟DOTCK, 行同步Hsync, 帧同步Vsync为基准, 根据要求来产生CyberDisplay1280MLV的HS, EN, DCRST, CK0, CK1等信号, 以及KCM-251所需的VCLK, WR, DCR, POL。这样视频数据不用缓存, 简化了电路复杂度, 节省了系统资源。

垂直同步周期的控制时序, 重点在于产生I信号。它由13个bits组成, 分别如表1所示:

在FPGA内先根据定时关系和控制要求生成分立的I0至I12信号, 然后以HS作复位, CK0作时钟, 用状态机的设计方法产生I信号。

(3) Gamma校正功能:FPGA中的NOIS II软核完成对驱动IC KCM-251的初始化, 并对视频数据进行Gamma校正。Gamma校正基于如下原理:AM LCD的光电特性呈非线性, 人眼觉知的亮度和显示器的亮度之间呈非线性。大多数LCD显示器的Gamma校正是通过设定Gamma电压来完成, 部分显示器是通过Gamma电压和视频数据变换处理共同完成。本系统中的Gamma校正仅通过视频数据变换处理来完成, 它将8bit的视频数据通过17个査找表 (LUT) 变换成10bit数据, 经过10bit的DAC和运放转换成模拟视频数据。NOIS II软核通过IIC总线对KCM-251特定的17个寄存器LUT0至LUT16进行设定, LUT0至LUT16之值代表输入数据为0, 16, 32, 48, …, 256的输出值, 中间其他各点的值通过相邻二点值利用公式 (2) 计算得出。

式中“/”表示除法取整, “%”表示除法的余数, x取值0-255

LUT0固定取值0, LUT16固定取值256, LUT1-LUT15为8bit。为了保证精度, Gamma[x]的输出值为10bit。

图9为17段LUT数据变换示意图。

3 结论

最终实物数据像源能显示接收到的符合VESA标准的SXGA DVI视频信号, 显示图像稳定, 灰阶层次分明。通过RS485串行口对显示器进行实时Gamma校正, 设置图像左右、上下镜像, 设定LED背光亮度, 读取LED背光板温度, AM LCD屏温度, PCB板温度等。

产品的主要性能指标如表3所示。

参考文献

[1]Kopin Display Corporation, Generic Back End (GBE) Driver ASIC Version1.1 (Preliminary) [Z].Kopin Display Corporation.Westboro, Massachusetts.2011, February 28.

头盔设计的创新技法研究篇9

一、仿生设计

仿生设计是模仿设计的一种, 它是以自然界为模仿对象并从中获取灵感。模仿的对象主要是自然物的结构和形态。自然物不仅有形态上的美感, 又有机能的实用性, 可启发人类在设计上的许多构思。设计者在模拟生物有机体时, 应加以概括、提炼、强化、变形、转换、组合, 从而使设计源于自然, 超越自然。

1. 形态仿生

模仿生物形态的设计是仿生设计的主要内容, 强调对生物形态美感特征的表现。在头盔的形态设计中, 通过塑造力量感和速度感来传达其运动特质。借助仿生设计, 可以从自然物的形态特征中提炼出设计语言来表达头盔造型的运动感。

例如, 图1是大马哈鱼头盔, 1994年问世时曾引起了不小的轰动。头盔模仿大马哈鱼的外形, 额头气孔里有两颗尖牙, 头盔顶部还有一鱼翅, 其流畅的线条形成了内敛、紧凑、敏捷的动势。

可见, 形态上的融合是产品概念产生的基础。巧妙选择形象并运用象征或隐喻的手法, 让人产生联想, 达到形意结合的效果。

此外, 模仿设计也不仅限于对生物形态的模仿, 我们可以把模仿的对象延伸至建筑、服装、文学、历史等甚至更为广泛的领域。

例如图2, 模仿F100“超佩刀”战斗机的头盔呈几何造型, 多运用直线, 前端和尾端的收紧式设计给人以强烈地速度感和力量感, 独特的进气道让人感到强大的吸风或排风感。

2. 结构仿生

结构仿生设计是通过对自然生物结构特征的认知, 结合产品概念与设计目的进行创新, 使人工产品即具有结构的合理性, 又具有生命力和美感特征。

例如图3, 蜂窝式头盔获得了德国红点设计大奖。该头盔采用蜂房结构, 经计算证明, 蜂房的特殊结构具有同样体积下最省料的特点, 容量大, 强度高, 透气性好。

二、材料替代设计

替代设计就是在产品设计开发中, 用某一事物替代另一事物的设计。材料替代是替代设计方法的主要内容。

头盔材料是保证头盔安全性的重要方面。头盔外壳在撞击时起着承受、分散冲击力的作用, 应采用质地坚硬、耐用、能较多吸收冲击能量的材料。

现有头盔外壳材料通常有ABS塑料、聚碳酸酯、玻璃钢、碳纤维增强塑料、Kevlar增强塑料等。

ABS塑料具有光泽度高, 易着色, 耐热性、耐磨性、冲击性能好的特点。采用ABS塑料做头盔外壳, 色泽鲜艳, 坚固耐用, 多用于儿童或女性头盔的设计。

聚碳酸酯密度小, 冲击韧性好, 但价位较高, 耐磨性较差。

玻璃钢是玻璃纤维与热固性树脂合成的复合材料, 是头盔的主要材料之一。它密度小, 强度高, 耐腐蚀, 尺寸精度高, 但加工较难, 刚性差。

碳纤维增强塑料性能优于玻璃钢, 低密度, 高强度, 耐磨, 耐冲击性好, 用其制作的头盔外壳重量轻, 结实耐用。F1车手采用的新头盔材料就是目前价格最昂贵的碳纤维增强塑料。

Kevlar是一种高强度的人造纤维, 与环氧树脂结合组成复合物, 具有很高的强度, 耐冲击性强于碳纤维增强塑料, 抗疲劳性优于玻璃钢, 减震性好, 且质量非常轻。

由以上列举的头盔材料可见, 头盔材料的选用多注重质量轻, 耐冲击性和着色性, 这几个衡量指标直接影响到佩戴舒适性、安全性以及外形的美观性, 是使用者最关注的几个方面。此外, 设计师还应综合考虑材料的成本、加工性等。设计师应关注材料科技的新成果, 挖掘材料在设计中的潜力, 有意识地运用新材料来创造新产品。

三、技术移植设计

技术移植设计是指沿用已有的技术成果, 如概念、原理、方法等, 进行新的目的下的再创造, 是技术发明过程中一种最有效、最简单而又最经济的创造技法。在具体实施中往往是根据需求, 将技术中最核心、最具价值的部分巧妙地移植到其他事物中去。

Reevu后视头盔就是利用技术移植创造技法而获得的。摩托车的事故率很高, 通常危险并不在你的前方等, 而是来自于后面。然而普通的后视镜存在着很多问题, 如方位的偏差、振动, 尤其是阻挡物的干扰, 造成驾驶者对身后的道路状况辨认不清, 存在着潜在的危险。Reevu公司运用传统的镜面反射原理解决了这个问题, 使得驾驶者可以轻松地获得了广阔的后方视野, 如图4。

四、功能组合设计

功能是产品的功效与作用, 是产品的第一要素和价值体现。功能组合创造技法是指按照一定的使用目标, 把两种或两种以上的功能巧妙、合理地糅合在一个产品中, 获得具有统一整体性功能事物的方法。

例如, 摩托罗拉推出了一款多功能头盔, 如图5。头盔的左侧配有蓝牙耳机及麦克风, 驾驶者在骑行过程就可安全方便地操控它的全部功能, 让用户的双手解放出来, 不必担心突如其来的电话了。并且, 麦克风采用了先进的降噪技术, 即使在高速路中快速行驶, 它也可以把风声及环境噪声降至最低, 以获得良好的通话质量。

对于功能组合设计, 要避免对功能进行简单的叠加。多功能在一定程度上具有促销作用, 但功能的增加会使产品变得复杂, 有时形式美将大打折扣, 甚至会造成各个子功能的削弱。因此, 设计师需要细心发现用户的潜在需求, 让新功能成为产品的恰当补充, 以提升产品的使用价值和文化价值。

总之, 创新是推动设计向前发展的不竭源泉, 也是设计的根本。深入认识和掌握针对设计要素的创新技法, 有助于把握设计创新的方向、规律和细节。从各角度进行突破、变革和创造, 并对其加以协调和整合, 创造出安全、舒适、美观、实用的头盔, 给使用者带来全新的体验。

摘要：本文将从设计要素的角度, 结合实例, 探讨“形态模仿”、“材料替代”、“功能组合”、“技术移植”等几种创新技法在头盔设计中的应用, 为头盔设计者提供新思路和新方法。

关键词：头盔设计,创新技法,设计要素,仿生设计

参考文献

[1]李锋等:从构成走向产品设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.6

[2]于帆等:仿生造型设计[M].武汉:华中科技大学出版社, 2005.11

[3]http://www.freebike.net/bbs/view.phpid=8639

[4]http://hi.baidu.com/madesign/blog/item/ea16c8fc4d0d30fdfc037fac.html

[5]http://zhidao.baidu.com/question/24962516.htmlsi=9

[6]http://hi.baidu.com/tyg1/blog/item/c5c5f624e53a1a338644f965html

[7]http://it.sohu.com/20040915/n222053075.shtml

NASA调查宇航员头盔漏水原因篇10

美国宇航员克里斯托弗·卡西迪与意大利宇航员卢卡·帕尔米塔诺当天出舱进行太空行走, 约1个小时后, 帕尔米塔诺报告说他的头盔里面漏水。这是帕尔米塔诺的第二次太空行走, 一周前他刚成为意大利太空行走第一人。

空间站飞行主管戴维·科思在为此举行的新闻发布会上说, 帕尔米塔诺先是报告他的头后部出现水, 后来水扩散出来, 流到他的耳朵上, 又流到他的脸上, 使他看不见也听不见, 美国航天局于是决定中止这次太空行走。随后, 帕尔米塔诺脱掉宇航服时, 里面已积了1升到1.5升的水。

头盔漏水的可能来源包括宇航服的水袋和冷却系统等。但美国航天局已初步排除水袋漏水的可能性, 他们怀疑问题出在冷却系统上。美国航天局项目主管肯尼思·托德说:“很明显, 我们现在还不十分清楚问题到底是什么。”

美国航天局表示, 漏水问题没有危害帕尔米塔诺的健康。

按原计划, 两名宇航员的任务包括为今年晚些时候抵达的俄罗斯多用途实验舱做准备工作, 并执行一些维修任务。美国航天局表示, 这些任务都不紧急, 何时完成将等待地面人员的安排。

本次太空行走原计划要持续6小时15分钟, 但实际上只进行了1小时32分钟, 是空间站历史上时间第二短的太空行走。空间站历史上时间最短的太空行走发生在2004年, 当时两名宇航员刚刚出舱, 其中一人的宇航服氧气瓶气压就急剧下降, 整个太空行走只持续了10多分钟。

新型耳机式头盔等篇11

该款头盔专为极限水上运动人员设计，如溯溪、皮划艇甚至空降者。这种头盔不仅仅是为了保护你的头部，而且在头盔和内部填充物之间，设计者专门嵌入了一个防水的无线耳机。这样即便在水上运动时，佩戴者依然可以轻松聆听自己喜欢的音乐或者与其他戴这种头盔的人员进行无线交流。

设计者：Stefan Radev

新型救生手电筒

通常来讲，在遇到地震等自然灾害或其他突发情况下，电子设备、电站、信号中继站常会陷于瘫痪或停顿状态，这种状况下人们很难再进行手机、电话或者网络等沟通。有了这款新型救生手电筒，定位与搜寻被困人员将会变得快捷有效。该款手电筒的工作原理是首先将人类声音转换成光信号，而一旦被接收器探测、识别且转译后，这种光信号就可重新转译为人类声音。

设计者：Kim Minsoon

新型自行车用GPS导航仪

通常，自行车骑行人士使用GPS导航仪会容易分心，而这成为发生事故的隐患。基于这种情况的考虑，设计者Kim Tae-Jin发明了一种更为安全的导航仪。与普通导航仪相比，该款装置可发出激光导引信号，这种信号不仅在晚上，甚至白天也能见到。这样，骑行者就可避免分心看GPS导航界面的具体细节，只需遵循这种激光导引信号就可以安心骑行。这个创意很有启发性，相信加上细节的进一步改善，未来量产应是指日可待。

设计者：Kim Tae-Jin

新型船垫两用装置

这项发明很有创意，它既可以当一个空气船又可以演变成空气床垫。其设计原理是通过改变内部绳索与弹簧钩的链接就可以实现船与床垫之间的快速转化。当你选择减少弹簧与绳索挂钩，该装置就会变成一艘小船漂浮在水上；反之，增加弹簧与绳索挂钩，它就会变成一个非常舒适的空气床垫。这种水陆两用式设计，对于喜欢水上运动的人士来说，是不是很有吸引力？

设计者：Jeho Yoon & Yifan Zhang

新型可视感应装置—Telepathy One

最近design labo设计团队开发出一种新型可视感应装置—Telepathy One。这种装置开启了未来沟通的新定义。实质上，它是一种集合微型投影仪、摄像头、传感器、存储传输与操控设备的新型结合体。首先，该装置强调的是扩增实境功能。它通过微型投影镜头，可在空中投射出实景，佩戴者无需动手便可实现上网冲浪或者处理文字信息和电子邮件等。简而言之，这种产品是一种可佩戴的沟通装置，它拥有目前智能手机的一切功能，并可与互联网连接进行各种数据同步或传输。

设计团队：the design labo Inc.