全封閉裝甲車輛頭盔式艙內透視技術

蘭一達，宋躍進，張振華

（1.北方自動控制技術研究所，太原 030006；2.中國兵器科學研究院，北京 100089）

0 引言

傳統(tǒng)全封閉裝甲車輛在執(zhí)行車外觀測命令時，需要乘員直接觀察潛望鏡或周視鏡采集光學圖像，通過操作手柄驅動視景轉動，實現(xiàn)觀察視場周視切換。在這種模式下車輛周圍態(tài)勢感知會存在視景缺失，實時性不足，操作強度高，無法兼顧其他任務等問題。針對此類問題，不同的研究團隊提出了不同的解決方案，其中較可行的一種為艙內透視技術，即接收乘員實時目視方向與頭部姿態(tài)，經(jīng)由對車外多攝像頭系統(tǒng)拼接組成全景視頻流的實時裁剪輸出相應方向的視頻圖像，最終反饋至乘員終端（乘員終端可以是以屏幕顯示或頭盔顯示器為代表的顯示裝置）。根據(jù)艙內透視技術的技術實現(xiàn)流程，需要克服以下難點：車體與頭盔之間相對位置姿態(tài)的計算（重點為相對方位角計算）以及根據(jù)目視方向對全景視頻流進行裁剪。

為解決上述難點，本文提出了一種基于全封閉裝甲車輛雙剛體多自由度環(huán)境下針對全景視頻流的視場顯示模型和一種基于OpenCV 的視角切換控制方法，旨在為全封閉裝甲車輛艙內透視技術提供針對全景視頻流實時輸出的解決方案，進行初步論證與試驗，并為其進一步完善打下基礎。

1 艙內透視領域研究現(xiàn)狀

20 世紀50 年代，現(xiàn)代頭盔顯示器的雛形初現(xiàn)于英國，但尚未大規(guī)模應用。20 世紀70 年代，頭盔顯示器第一次被應用于美國“眼鏡蛇”武裝直升機。……