专利名称：一种适合于蛙人使用的水下导航与水面侦查装置的制作方法
技术领域：
一种适合于蛙人使用的水下导航与水面侦查装置技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种适合于蛙人使用的水下导航与水面侦查装置。
背景技术：
[0002]在海洋资源开发与利用中，蛙人担负着资源勘察、环境勘察、水下作业、水下救援 等任务；在国际性的军事冲突或是在主权范围内的执法行动中，蛙人的作用越来越受到各 国的重视，伴随着海洋权益争端的不断加剧，蛙人通常用来执行水下侦察、水下救援、水雷 清理、沿岸侦查、岛屿侦查、潜入、海上反恐、反海盗以及解救人质等任务。[0003]蛙人在执行水下作业时，往往接收不到GPS导航信号，水下定位依赖于蛙人的个 人经验；在执行侦查任务与反恐作战中，蛙人在登陆前，需要明确掌握登陆地点的环境情 况、水文条件、沿岸布防情况以及获得实时监控的能力，如果不能清楚的掌握这些情况，将 会导致作战的失利，这其中既需要能够水下精确定位与导航，又需要能够隐蔽安全地实施 观察与侦查。[0004]各发达国家都非常重视蛙人水下导航定位设备的开发，美国国防部高级研究计划 局目前与多家公司合作开发蛙人“战术水下导航系统”，该项目已经推出了部分导航产品， 但造价昂贵，且先进型号限制出口；而国内针对蛙人个人水下导航定位的研究较少，相关产 品导航定位精度不高，研究具有自主知识产权的高精度蛙人导航定位仪成为迫切需要。实用新型内容[0005]本实用新型的目的在于提供一种导航/观测电子设备，能够在无法接收GPS或北 斗导航信号的情况下，满足蛙人水下精确导航与定位、对水面及陆上进行隐蔽观察/侦查 的需要。[0006]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种适合于蛙人使用的水下导 航与水面侦查装置，所述装置设有便携水下导航定位终端、小型水面观测浮标和头戴单目 显示眼镜，所述便携水下导航定位终端分别与所述小型水面观测浮标和头戴单目显示眼镜 连接。[0007]进一步，所述便携水下导航定位终端包括ARM控制器、惯性导航传感器模块和DSP 处理器，所述DSP处理器分别与所述ARM控制器和惯性导航传感器模块连接。[0008]进一步，所述便携水下导航定位终端还包括外部通讯接口、与头戴单目显示镜连 接的接口、与小型水面观测浮标连接的接口、与面板按键及液晶连接的接口。[0009]进一步，所述小型水面观测浮标由三轴转台和漂浮器组成，所述漂浮器位于小型 水面观测浮标的下部。[0010]进一步，所述头戴单目显示眼镜安装有第一姿态测量装置，所述三轴转台安装有 摄像装置和第二姿态测量装置。[0011]作为优选，所述装置设有手臂键盘，所述手臂键盘与便携水下导航定位终端连接。[0012]本实用新型集成了水下导航功能与水面侦查观测功能，可在蛙人无法接收GPS或北斗导航信号的情况下，利用惯性导航技术，实现水下的导航与定位，并满足蛙人对水面及 陆上进行隐蔽观察/侦查的需要。
[0013]图1为本实用新型的系统组成框图；[0014]图2为本实用新型的便携水下导航定位终端结构框图；[0015]图3为本实用新型的姿态测量与控制框图；[0016]图中I—便携水下导航定位终端，11—APM控制器，12—DSP处理器，13—惯性导 航传感器模块，14一外部通讯接口，15—与头戴单目显示镜的接口，16—与手臂键盘的接 口，17—与小型水面观测浮标的接口，18—面板按键及液晶连接接口，2—小型水面观测浮 标,21一漂浮器,211一活塞,22一二轴转台，221一第二姿态测量装置，222一摄像装置，3一 头戴单目显示眼镜，31—第一姿态测量装置，4一手臂键盘。
具体实施方式
[0017]如图1所示，本实用新型所述的适合于蛙人使用的水下导航与水面侦查装置，包 括有便携水下导航定位终端1、小型水面观测浮标2、头戴单目显示眼镜3、手臂键盘4。[0018]便携水下导航定位终端佩戴在蛙人身上，由惯性导航传感器模块13、DSP处理器 12、APM控制器11、外部通讯接口 14、与头戴单目显示镜的接口 15、与手臂键盘的接口 16、 与小型水面观测浮标的接口 17、面板按键及液晶连接接口 18等。具有定位功能、辅助导航 决策功能，能够实时监测携带者的位置及负责系统的管理、监控。[0019]手臂键盘4可佩戴于蛙人的左手前臂，用于辅助控制等用途。[0020]头戴单目显示眼镜3佩戴于蛙人的右眼，里面安装有第一姿态测量装置31，用于 测定蛙人的头部姿态、显示小型水面观测浮标2拍摄的图像以及实时显示位置、状态等信 肩、O[0021]小型水面观测浮标2由三轴转台22和漂浮器21组成。三轴转台22安装有摄像 装置222、第二姿态测量装置221，在三轴转台22的作用下，小型水面观测浮标2能够与水 下蛙人的头部联动，可以完全按照使用者的动作同步运动。漂浮器21在浮标的下部，除起 到保持稳定的作用外，还能够通过内部的活塞211，改变浮标的整体漂浮深度，使浮标能够 自如的选择离水高度，既方便观察又能够有效隐蔽。在施放浮标时，蛙人通过手臂键盘4控 制活塞211装置逐渐减少其中的储水量，使探头逐渐上浮，快接近水面时，进行细微操作， 使浮标安静地落出水面。在回收浮标时，蛙人控制活塞211储水，使浮标下沉。[0022]如图2、图3所示，便携水下导航定位终端中的惯性导航传感器模块13获得第一姿 态测量装置31、第二姿态测量装置221的各自姿态角后，传送到DSP处理器12 ；DSP处理器 12结算求取两者误差值后达到当前的导航数据，并发送给ARM控制器11，ARM控制器11控 制三轴转台22转动，以使三轴转台22的指向姿态与蛙人头部姿态一致，并完成系统管理、 显示以及其它系统组成部分的控制和通讯功能。[0023]在蛙人下水前，可通过GPS或北斗导航系统标定当前位置，并可设定目的地坐标。 当蛙人下水后，在无法接收GPS或北斗导航信号的情况下，可利用便携水下导航终端I提供 的惯性导航功能进行导航与定位，以保证蛙人能够顺利到达目的地。当蛙人潜行较长时间后，可以浮至水面，接收GPS或北斗导航信号，校正定位坐标；也可以浮起小型水面观测浮 标2，利用浮标接收GPS或北斗导航信号，校正定位坐标。[0024]蛙人到达任务区域后，自己不必上浮，可潜在水下，将小型水面观测浮标2上浮至 水面，侦查环境状况。小型水面观测浮标2的摄像装置222，由蛙人的头部运动控制，可完全 按照头部的姿态同步转动。利用这种技术，即使蛙人在水下，也可以更为直观地获得水面情 报，并且操作简单，能够隐蔽、快速、高效地完成任务。[0025]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施 例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种适合于蛙人使用的水下导航与水面侦查装置，其特征在于所述装置包括便携水下导航定位终端、小型水面观测浮标和头戴单目显示眼镜，所述便携水下导航定位终端分别与所述小型水面观测浮标和头戴单目显示眼镜连接。
2.根据权利要求1所述的水下导航与水面侦查装置，其特征在于所述便携水下导航定位终端包括ARM控制器、惯性导航传感器模块和DSP处理器，所述DSP处理器分别与所述 ARM控制器和惯性导航传感器模块连接。
3.根据权利要求1所述的水下导航与水面侦查装置，其特征在于所述便携水下导航定位终端还包括外部通讯接口、与头戴单目显示镜连接的接口、与小型水面观测浮标连接的接口、与面板按键及液晶连接的接口。
4.根据权利要求1所述的水下导航与水面侦查装置，其特征在于，所述小型水面观测浮标由三轴转台和漂浮器组成，所述漂浮器位于小型水面观测浮标的下部。
5.根据权利要求4所述的水下导航与水面侦查装置，其特征在于，所述头戴单目显示眼镜安装有第一姿态测量装置，所述三轴转台安装有摄像装置和第二姿态测量装置。
6.根据权利要求1所述的水下导航与水面侦查装置，其特征在于，所述装置还包括手臂键盘，所述手臂键盘与便携水下导航定位终端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种适合于蛙人使用的水下导航与水面侦查装置。所述装置设有便携水下导航定位终端、小型水面观测浮标和头戴单目显示眼镜，所述便携水下导航定位终端分别与所述小型水面观测浮标和头戴单目显示眼镜连接。本实用新型可在蛙人无法接收GPS或北斗导航信号的情况下，利用惯性导航技术，实现水下的导航与定位，并满足蛙人对水面及陆上进行隐蔽观察/侦查的需要。
文档编号G01C21/16GK202863744SQ20122050541
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者何凡 申请人:何凡