本發(fā)明涉及智能防御裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，各國的軍事實力也日益增強，為維護本國的利益，各國都在提升本國的武器裝備?？v觀人類戰(zhàn)爭的發(fā)展趨勢，在未來戰(zhàn)爭中，單兵作戰(zhàn)更加重要。那么，單兵的武器裝備也越來越重要，先進的武器裝備可以在戰(zhàn)場上取得絕對優(yōu)勢，但現(xiàn)有的單兵裝備只注重正面攻擊和防御，而忽視了身后的偷襲，士兵不得不在作戰(zhàn)時回頭觀察身后的情況，戰(zhàn)場上的戰(zhàn)機稍縱即逝，有時回頭一會兒也可斷送性命；同時單兵在個人作戰(zhàn)時缺乏火力支援。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種士兵不必再回頭便可360度全方位觀察周圍環(huán)境，提供火力支援的智能防御裝置及其使用方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

智能防御裝置，包括馬甲、升降桿、火力系統(tǒng)、頭盔和遙控器，所述馬甲的后部設(shè)置一個馬甲包，所述馬甲包內(nèi)設(shè)置火力控制器和升降電機，所述升降電機的一端與所述火力控制器相連，另一端連接固定在所述馬甲包內(nèi)的升降桿，所述升降桿的頂端設(shè)置火力系統(tǒng)，所述頭盔用于使用者戴在頭上，所述頭盔前部設(shè)置單目頭盔顯示器，所述遙控器與所述火力系統(tǒng)相連，用于控制火力系統(tǒng)的開火；所述火力系統(tǒng)的頂端設(shè)置攝像機；所述單目頭盔顯示器、所述火力系統(tǒng)和所述的攝像機分別與所述的火力控制器單獨相連，所述遙控器設(shè)置在一個突擊步槍上。

進一步地，火力系統(tǒng)包括機槍、機槍架和旋轉(zhuǎn)電機，所述機槍通過機槍架設(shè)置在一個旋轉(zhuǎn)盤上，所述旋轉(zhuǎn)盤底端連接設(shè)置在所述升降桿頂端內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)電機，所述機槍和所述旋轉(zhuǎn)電機分別與所述火力控制器單獨相連。

進一步地，攝像機為帶全息式瞄準鏡頭的攝像機。

進一步地，機槍架的側(cè)面設(shè)置多普勒微波傳感器，所述多普勒微波傳感器與所述的火力控制器相連。

進一步地，馬甲包的外部設(shè)置報警器，所述報警器與所述的火力控制器相連。

進一步地，火力控制器為DSP控制器。

進一步地，馬甲的背部設(shè)置鈦合金板，所述升降桿與所述鈦合金板固定。

進一步地，馬甲為防彈衣。

進一步地，遙控器通過無線模塊或者連接線與火力系統(tǒng)相連。

單目頭盔顯示器除顯示攝像機所拍攝的內(nèi)容外，還用于顯示機槍剩余子彈的數(shù)目，是通過機槍的總子彈數(shù)減去所發(fā)子彈數(shù)即為所顯示的數(shù)目。

智能防御裝置的使用方法是：

1)將帶有火力系統(tǒng)的馬甲穿在身上，將頭盔戴在使用者的頭上；

2)打開多普勒微波傳感器、攝像機、報警器、遙控器和控制器，在無線環(huán)境下，遙控器通過無線模塊與火力系統(tǒng)相連，在遇到電磁干擾的情況下，通過連接連接線以連接遙控器和火力系統(tǒng)；

3)遙控器上有旋轉(zhuǎn)電機、升降電機的開關(guān)，使用者根據(jù)需要按下旋轉(zhuǎn)電機和升降電機的開關(guān)，攝像機轉(zhuǎn)動，以便觀察四周的情況；

4)多普勒微波傳感器檢測以其為中心，0-50m范圍內(nèi)的異常物體，當多普勒微波傳感器檢測到異常物體時，其輸出端產(chǎn)生低頻電壓，并將該低頻電壓發(fā)送到火力控制器；

5)火力控制器控制報警器進行報警，以使使用者提高警惕；

6)同時，帶全息式瞄準鏡頭的攝像機在捕捉到以攝像機為中心，0-50m范圍內(nèi)的異常物體時，將該信號傳送到火力控制器；

7)火力控制器控制旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)，根據(jù)需要控制升降電機帶動升降桿升降，使得機槍隨時瞄準出現(xiàn)的異常物體；

8)攝像機將拍攝到的畫面經(jīng)火力控制器處理后傳送到單目頭盔顯示器，使得使用者隨時觀察到攝像機拍攝到的畫面，并掌握機槍剩余的子彈數(shù)；

9)使用者通過單目頭盔顯示器看到異常物體是否為敵人，當確定是敵人時，使用者僅需要按下遙控器上的與火力系統(tǒng)的開火開關(guān)相連的按鈕，即可完成目標的消滅。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)解決身后偷襲的隱患，對身后進行觀察、防御和攻擊；

2)士兵可以避免身體暴露而對四周進行觀察和攻擊；

3)提高作戰(zhàn)火力，增強單兵作戰(zhàn)能力；

4)普通防彈衣與智能防御裝置結(jié)合成一個整體，即在防彈衣的背后含有鈦合金屬板，鈦合金起固定升降桿同時又提高了防彈效果；

5)在特殊的情況下可以幫助使用者進攻敵人，提供火力支援，穿著該裝置使一個士兵擁有至少兩個人的戰(zhàn)斗力，實現(xiàn)真正意義上的單兵作戰(zhàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明穿戴在人身上時的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明火力系統(tǒng)的放大圖；

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)透視圖；

1.馬甲包，2.升降桿，3.機槍，4.頭盔，5.單目頭盔顯示器，6.馬甲，7.機槍架，8.攝像機，9.升降電機，10.遙控器，11.火力控制器，12.多普勒微波傳感器，13.旋轉(zhuǎn)盤，14.報警器，15.突擊步槍。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1、2和3所示，智能防御裝置，包括馬甲6、升降桿2、火力系統(tǒng)、頭盔4和遙控器10，所述馬甲6的后部設(shè)置一個馬甲包1，所述馬甲包1內(nèi)設(shè)置火力控制器11和升降電機9，所述升降電機9的一端與所述火力控制器11相連，另一端連接固定在所述馬甲包1內(nèi)的升降桿2，所述升降桿2的頂端設(shè)置火力系統(tǒng)，所述頭盔4用于使用者戴在頭上，所述頭盔4前部設(shè)置單目頭盔顯示器5，所述遙控器10與所述火力系統(tǒng)相連，用于控制火力系統(tǒng)的開火；所述火力系統(tǒng)的頂端設(shè)置攝像機8；所述單目頭盔顯示器5、所述火力系統(tǒng)和所述的攝像機8分別與所述的火力控制器11單獨相連，所述遙控器10設(shè)置在一個突擊步槍15上。

進一步地，火力系統(tǒng)包括機槍3、機槍架7和旋轉(zhuǎn)電機，所述機槍3通過機槍架7設(shè)置在一個旋轉(zhuǎn)盤13上，所述旋轉(zhuǎn)盤13底端連接設(shè)置在所述升降桿2頂端內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)電機，所述機槍3和所述旋轉(zhuǎn)電機分別與所述火力控制器11單獨相連。

進一步地，攝像機8為帶全息式瞄準鏡頭的攝像機。

進一步地，機槍架7的側(cè)面設(shè)置多普勒微波傳感器12，所述多普勒微波傳感器12與所述的火力控制器11相連。

進一步地，馬甲包1的外部設(shè)置報警器，所述報警器14與所述的火力控制器11相連。

進一步地，火力控制器11為DSP控制器。

進一步地，馬甲6的背部設(shè)置鈦合金板，所述升降桿2與所述鈦合金板固定。

進一步地，馬甲6為防彈衣。

進一步地，遙控器10通過無線模塊或者連接線與火力系統(tǒng)相連。

單目頭盔顯示器5除顯示攝像機所拍攝的內(nèi)容外，還用于顯示機槍3剩余子彈的數(shù)目， 是通過機槍3的總子彈數(shù)減去所發(fā)子彈數(shù)即為所顯示的數(shù)目，由火力控制器11控制實現(xiàn)。

將遙控器10通過無線模塊或者連接線與火力系統(tǒng)相連，在無線情況下，可以通過無線模塊傳遞信號，在有電磁干擾的情況下，可以通過連接線連接；同時將遙控器10設(shè)置在使用者拿著的突擊步槍15上，完全不會影響到使用者操作突擊步槍15；另外，遙控器10上設(shè)置開火按鈕、升降電機按鈕和旋轉(zhuǎn)電機的按鈕。

在實際應(yīng)用中，火力控制器11采用的型號是TMS320LF2407，可以接收多普勒微波傳感器12的信號，控制升降電機9的升降、旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)和報警器14的報警。

另外，火力控制中心中用到的算法是CamShift算法，該算法的全稱是"Continuously Apaptive Mean-SHIFT"，它的基本思想是視頻圖像的所有幀作MeanShift運算，并將上一幀的結(jié)果(即Search Window的中心和大小)作為下一幀MeanShift算法的Search Window的初始，如此迭代下去，就可以實現(xiàn)對目標的跟蹤。整個算法的具體步驟分5步：

Step 1:將整個圖像設(shè)為搜尋區(qū)域；

Step 2:初始化Search Window的大小和位置；

Step 3:計算Search Window內(nèi)的彩色概率分布，此區(qū)域的大小比Search Window要稍微大一點；

Step 4:運行MeanShift。獲得Search Window新的位置和大小。

Step 5:在下一幀視頻圖像中，用Step 3獲得初始化Search Window的位置和大小。跳轉(zhuǎn)到Step 3繼續(xù)運行。

單目頭盔顯示器5采用的是SIMUNION-DS系列。

多普勒微波傳感器12應(yīng)用Doppler雷達定理傳送低功率微波并接收物體反射回的能量。若物體的運動被傳感器檢測到，其反射微波頻率與傳送頻率產(chǎn)生偏移，該傳感器可以在輸出端產(chǎn)生一低頻電壓。

帶全息式瞄準鏡頭的攝像機8，該鏡頭為激光全息衍射式瞄準鏡，是一種直接觀察彈著點并用彈著點作為瞄準標志的速瞄瞄具。

馬甲6的背部設(shè)置鈦合金板，升降桿2的四周與鈦合金板固定，這樣既雙重固定了升降桿2，又為保證使用者的安全提供了又一層防護。

智能防御裝置的使用方法是：

1)將帶有火力系統(tǒng)的馬甲6穿在身上，將頭盔4戴在使用者的頭上；

2)打開多普勒微波傳感器12、攝像機8、報警器14、遙控器10和火力控制器11，在無線環(huán)境下，遙控器10通過無線模塊與火力系統(tǒng)相連，在遇到電磁干擾的情況下，通過連接連 接線以連接遙控器10和火力系統(tǒng)；

3)遙控器上有旋轉(zhuǎn)電機、升降電機的開關(guān)，使用者根據(jù)需要按下旋轉(zhuǎn)電機和升降電機的開關(guān)，攝像機8轉(zhuǎn)動，以便觀察四周的情況；

4)多普勒微波傳感器12檢測以其為中心，0-50m范圍內(nèi)的異常物體，當多普勒微波傳感器12檢測到異常物體時，其輸出端產(chǎn)生低頻電壓，并將該低頻電壓發(fā)送到火力控制器11；

5)火力控制器11控制報警器14進行報警，以使使用者提高警惕；

6)同時，帶全息式瞄準鏡頭的攝像機8在捕捉到以攝像機8為中心，0-50m范圍內(nèi)的異常物體時，將該信號傳送到火力控制器11；

7)火力控制器11控制旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)，根據(jù)需要控制升降電機9帶動升降桿2升降，使得機槍3隨時瞄準出現(xiàn)的異常物體；

8)攝像機8將拍攝到的畫面經(jīng)火力控制器11處理后傳送到單目頭盔顯示器5，使得使用者隨時觀察到攝像機拍攝到的畫面，并掌握機槍3剩余的子彈數(shù)；

9)使用者通過單目頭盔顯示器5看到異常物體是否為敵人，當確定是敵人時，使用者僅需要按下遙控器10上的與火力系統(tǒng)的開火開關(guān)相連的按鈕，即可完成目標的消滅。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。