智能眼镜

赵华星++赵炎++王志辉

摘 要：针对部队面向实战化背景下裝备维修耗时长、难度大，技术人员少，指导不及时等问题，在提出“装备远程维修”想法的基础上，文中设计了一款穿戴式眼镜——谷歌眼镜。该智能眼镜实现了前线维修人员、指挥员、专家的远程交互式沟通，且具有成本低，贴近民用、军用需求，可拓展性强等特点。

关键词：远程维修；谷歌眼镜；军事应用

1 作品简介

在部队面向实战化背景下，装备维修耗时长、难度大，技术人员少，指导不及时等问题在基层修理单位日益突出，越发成为强军兴军路上亟待改革的一大弊病。对此我们提出了 “装备远程维修”的想法，考虑到维修的工作性质以及遂行作战的需求，把穿戴式眼镜作为首选。我们以不足千元的成本打造了一款“谷歌眼镜”，并在电脑、平板、手机、智能眼镜上跨平台开发软件，实现前线维修人员、指挥员、专家的远程交互式沟通。赋予了它全新的战术背景及军事应用，以低廉的成本与极易推广的方案较为完美地解决了这一难题。

2 工作原理

2.1 硬件设计

智能眼镜的硬件框架如图1所示。

2.1.1 核心板电路部分设计

核心电路板使用RK3066（Cortex-A9），如图2所示。通过AV接口将信号输出至FLCOS单目液晶显示器，通过USB接口连接小型触摸板，如图3所示，搭建一个微型输入输出设备。RK3066烧刻Android 4.2操作系统，在320×240分辨率下可清晰成像。为保证续航能力，音频部分使用低功率骨传导振子，视频部分连接小型USB摄像头。供电系统使用370mAh锂电，USB 5 V供电，如图4所示。至此核心板电路部分搭建完成。

2.1.2 光学部分设计

光学部分的设计原理如图5所示。为保证成像清晰，经光学原理计算，确定最适合光路。

硬件连接由一个反射镜、一个凸透镜及一个偏振棱镜组成。连接图如图6所示。

2.1.3 外壳设计

参考谷歌眼镜一代实物图，使用SolidWorks建模设计外壳，如图7所示，利用3D打印技术，采用光敏树脂打印成型。

2.2 软件设计

2.2.1 终端平台编程

远程维修交互系统采用多平台编程，实现了电脑、手机、平板的全方位连通，保证全天候远程协助修理。电脑端界面如图8所示。手机端界面如图9所示。平板端界面如图10所示。平台软件在Windows系统下使用Delphi编写，在Android环境下使用Java编写，服务器端使用C#编写。音视频的采集编码传输使用了Anychat SDK，传输方式为P2P。

2.2.2 眼镜开发板编程

眼镜开发板烧刻Android 4.2操作系统，具有良好的拓展性与兼容性，修改分辨率后即可轻松移植安卓程序。编程核心代码如图11所示。经Gsensor采集上下左右方位信号，mic输入语音信号，喇叭输入语音信号，可与上级指控系统作战地图对接，实现远程无线交互。眼镜端界面如图12所示。

2.3 功能整合与展望

设想战争情境，指挥员头戴智能眼镜，观察大屏幕作战地图，随着视线的移动，地图画面跟随移动，通过语音下达一线作战命令。战场装备出现故障，一线维修人员无法修理，通过智能眼镜远程呼叫指挥员，指挥员收到呼叫请求后，中断与作战地图的连接，接通一线修理人员，以第一视角回传画面进行技术指导。

3 创新性

该作品具有如下创新点：

（1）成本低

谷歌眼镜市场价高于1万，国内项目glxss眼镜（只是单纯做到了安卓智能眼镜）在京东众筹1 999元，而我们的软硬件零售成本不足千元，量产可控制在700元以下。

（2）贴近民用、军用需求

当前，部队装备技术性越来越高，多样化需求越来越丰富，但基层技术专家十分缺少，加之装备具有保密性，因此对装备熟悉的专家更少。

维护者佩戴智能眼镜，和设备的设计者交互式沟通，不用很专业的描述就能轻松解决问题，大大提高了效率。装备及时维修可保证战斗力再生成，在部队信息化建设中，越来越多地运用高科技手段提高作战能力。“你是我的眼”解放了修理人员的双手，极大提高了远程维修效率，迎合部队信息化建设大趋势，贴近部队装备维修实战化总体要求。

（3）可拓展性强

当前市面上以“谷歌眼镜”为代表的穿戴设备仍处于封闭SDK阶段，第三方软件开发困难，应用少，我们的眼镜直接装载原生安卓系统，开发第三方软件非常方便。

通过传感器数据的采集，可以轻易地实现语音、手势等信号的输出，与指挥控制终端对接可实现远程指挥（已实现）。

在智能眼镜前端添加热成像或其他滤镜系统，可实现红外微光夜视功能（正在测试）。

结合安卓系统优势，建立枪械武器红外热源数据库，可实现远程扫描，适用于战场环境下评估敌方战斗力（下一步方向）。endprint