本發(fā)明涉及智能安全帽，更具體地說(shuō)，涉及一種智能多功能安全帽。
背景技術(shù)：
1、隨著社會(huì)的發(fā)展，安全生產(chǎn)越來(lái)越受到重視，在多種作業(yè)場(chǎng)景(如建筑施工、石油石化、海事林業(yè)、電力巡檢、消防檢查、煤礦等)中，工作人員佩戴安全帽已成為提高生產(chǎn)安全管理的重要措施之一。
2、目前，雖然實(shí)現(xiàn)在安全帽上增加了人員定位數(shù)據(jù)采集、信息傳輸?shù)裙δ?，但卻仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控作業(yè)人員的作業(yè)規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，同時(shí)確保作業(yè)人員的人身安全，尤其針對(duì)高危作業(yè)場(chǎng)景，當(dāng)作業(yè)人員行為不規(guī)范或是在某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)表觀異常(如高溫、出現(xiàn)火源或者氣體泄漏)時(shí)，無(wú)法對(duì)作業(yè)人員的人身安全和作業(yè)環(huán)境進(jìn)行全方位的監(jiān)護(hù)。
3、為此，我們提出一種智能多功能安全帽，高度集成化、適用于高危作業(yè)場(chǎng)景的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，并結(jié)合后臺(tái)管理系統(tǒng)構(gòu)建完整的安全生產(chǎn)管理體系。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明目的在于解決上述的實(shí)際問(wèn)題，現(xiàn)提供一種智能多功能安全帽，是集高清音視頻、定位、報(bào)警等多個(gè)功能模塊為一體，用于幫助解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中的安全問(wèn)題，讓前端現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)更智能安全，讓后端項(xiàng)目管理更簡(jiǎn)單高效。
2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種智能多功能安全帽，包括安全帽，安全帽內(nèi)部嵌設(shè)安裝有柔性監(jiān)控面板，柔性監(jiān)控面板信號(hào)連接有管理平臺(tái)；
3、柔性監(jiān)控面板上集成安裝有脫帽監(jiān)測(cè)模塊、定位追蹤模塊、安全監(jiān)管模塊、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊以及報(bào)警模塊，管理平臺(tái)用于將作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)不同作業(yè)人員劃分不同的作業(yè)區(qū)域作為目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域；
4、脫帽監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)作業(yè)人員在進(jìn)入目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)是否佩戴安全帽以及在作業(yè)監(jiān)管期間是否存在脫帽行為；
5、定位追蹤模塊用于獲取作業(yè)人員的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)生成人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡，將人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡發(fā)送至安全監(jiān)管模塊以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊；
6、安全監(jiān)管模塊接收到人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡后，將人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡與存儲(chǔ)在管理平臺(tái)內(nèi)的預(yù)設(shè)規(guī)范作業(yè)軌跡進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果對(duì)作業(yè)人員的作業(yè)軌跡進(jìn)行預(yù)警分析，生成軌跡偏離預(yù)警信號(hào)、行為異常預(yù)警信號(hào)發(fā)送至報(bào)警模塊；
7、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊基于人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡，通過(guò)定位追蹤模塊獲取視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)安裝在安裝帽上的傳感器組獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)視頻數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行預(yù)警分析，生成環(huán)境異常信號(hào)并發(fā)送至報(bào)警模塊。
8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡的獲取過(guò)程包括：
9、采集作業(yè)人員的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置、行為姿態(tài)，視頻數(shù)據(jù)包括監(jiān)控視頻，實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置由集成安裝在安全帽(1)上的北斗、藍(lán)牙信標(biāo)、wi-fi定位協(xié)同獲取，監(jiān)控視頻由集成安裝在安全帽(1)上的高清攝像頭獲取。
10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：將監(jiān)控視頻分割處理，獲取多個(gè)與實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置采集時(shí)間點(diǎn)一致的監(jiān)控圖像，提取監(jiān)控圖像中作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特征點(diǎn)來(lái)修正實(shí)時(shí)位置，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特征點(diǎn)為預(yù)先存取在管理平臺(tái)作為特征識(shí)別的設(shè)備、場(chǎng)地標(biāo)識(shí)，將修正后的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置構(gòu)成連續(xù)軌跡點(diǎn)，以連續(xù)軌跡點(diǎn)生成人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡。
11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：對(duì)作業(yè)人員的作業(yè)軌跡進(jìn)行預(yù)警分析的過(guò)程包括：
12、將人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡與存儲(chǔ)在管理平臺(tái)內(nèi)的預(yù)設(shè)規(guī)范作業(yè)軌跡進(jìn)行匹配，計(jì)算人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡與預(yù)設(shè)規(guī)范作業(yè)軌跡的hausdorff距離標(biāo)記為離線距離，將離線距離與設(shè)定離心距離閾值進(jìn)行比較，當(dāng)離線距離大于設(shè)定離心距離閾值時(shí)，判定該作業(yè)人員當(dāng)前作業(yè)軌跡偏離，生成軌跡偏離預(yù)警信號(hào)。
13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：獲取離線距離大于設(shè)定離線距離閾值所對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置，將其標(biāo)記為實(shí)際偏離點(diǎn)，獲取實(shí)際偏離點(diǎn)的監(jiān)控圖像以及作業(yè)人員的行為姿態(tài)，根據(jù)監(jiān)控圖像以及行為姿態(tài)分析，判斷作業(yè)人員是否存在異常行為。
14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：作業(yè)人員的行走姿態(tài)通過(guò)集成在頭盔上的加速度計(jì)、陀螺儀、高度傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)識(shí)別，通過(guò)提取異常運(yùn)動(dòng)特征(突變速度、靜止時(shí)長(zhǎng)、離地高度)，將異常運(yùn)動(dòng)特征與異常運(yùn)行特征閾值進(jìn)行比較，當(dāng)大于異常運(yùn)行特征閾值，判斷作業(yè)人員存在異常行為，生成行為異常預(yù)警信號(hào)。
15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行預(yù)警分析的過(guò)程如下：
16、通過(guò)定位追蹤模塊獲取到監(jiān)控圖像，通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)監(jiān)控圖像處理并提取監(jiān)控圖像中的異常狀態(tài)，異常狀態(tài)包括工作面潮濕、工作面堆積有雜物、設(shè)備出現(xiàn)火光，傳感器組獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)包括基于人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡上的作業(yè)區(qū)域的溫度、濕度、設(shè)備噪聲以及有害氣體泄漏量，在監(jiān)測(cè)到異常狀態(tài)或者環(huán)境數(shù)據(jù)超過(guò)環(huán)境數(shù)據(jù)閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置標(biāo)記為異常區(qū)域，生成環(huán)境異常信號(hào)。
17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述安全帽上還集成安裝有激光燈、警示燈、報(bào)警按鍵、顯示屏、電源鍵、拍錄鍵、對(duì)講鍵和照明鍵。
18、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
19、1、本方案是集高清音視頻、定位、報(bào)警等多個(gè)功能模塊為一體，用于幫助解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中的安全問(wèn)題，在定位追蹤過(guò)程中，以傳感定位與圖像分析相融合，針對(duì)復(fù)雜作業(yè)環(huán)境，以視頻圖像定位作為補(bǔ)充，來(lái)修正實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置，將修正后的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置構(gòu)成連續(xù)軌跡點(diǎn)，以連續(xù)軌跡點(diǎn)生成人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡，提高定位精準(zhǔn)度，再將人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡與存儲(chǔ)在管理平臺(tái)內(nèi)的預(yù)設(shè)規(guī)范作業(yè)軌跡進(jìn)行匹配分析，對(duì)作業(yè)人員的作業(yè)軌跡進(jìn)行預(yù)警分析；
20、2、以上述內(nèi)容為基礎(chǔ)，基于人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡，結(jié)合視頻數(shù)據(jù)及環(huán)境感知技術(shù)，將軌跡數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空對(duì)齊，實(shí)現(xiàn)“軌跡-環(huán)境”關(guān)聯(lián)分析，分析在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)某個(gè)位置，環(huán)境、設(shè)備是否存在風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步保障實(shí)時(shí)作業(yè)環(huán)境的安全性，讓前端現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)更智能安全，讓后端項(xiàng)目管理更簡(jiǎn)單高效。
1.一種智能多功能安全帽，包括安全帽(1)，其特征在于：安全帽(1)內(nèi)部安裝有柔性監(jiān)控面板，柔性監(jiān)控面板信號(hào)連接有管理平臺(tái)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能多功能安全帽，其特征在于：人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡的獲取過(guò)程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能多功能安全帽，其特征在于：將監(jiān)控視頻分割處理，獲取多個(gè)與實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置采集時(shí)間點(diǎn)一致的監(jiān)控圖像，提取監(jiān)控圖像中作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特征點(diǎn)來(lái)修正實(shí)時(shí)位置，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特征點(diǎn)為預(yù)先存取在管理平臺(tái)作為特征識(shí)別的設(shè)備、場(chǎng)地標(biāo)識(shí)，將修正后的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置構(gòu)成連續(xù)軌跡點(diǎn)，以連續(xù)軌跡點(diǎn)生成人員動(dòng)態(tài)作業(yè)軌跡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能多功能安全帽，其特征在于：對(duì)作業(yè)人員的作業(yè)軌跡進(jìn)行預(yù)警分析的過(guò)程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能多功能安全帽，其特征在于：獲取離線距離大于設(shè)定離線距離閾值所對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置，將其標(biāo)記為實(shí)際偏離點(diǎn)，獲取實(shí)際偏離點(diǎn)的監(jiān)控圖像以及作業(yè)人員的行為姿態(tài)，根據(jù)監(jiān)控圖像以及行為姿態(tài)分析，判斷作業(yè)人員是否存在異常行為。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能多功能安全帽，其特征在于：作業(yè)人員的行走姿態(tài)通過(guò)集成在頭盔上的加速度計(jì)、陀螺儀、高度傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)識(shí)別，通過(guò)提取異常運(yùn)動(dòng)特征(突變速度、靜止時(shí)長(zhǎng)、離地高度)，將異常運(yùn)動(dòng)特征與異常運(yùn)行特征閾值進(jìn)行比較，當(dāng)大于異常運(yùn)行特征閾值，判斷作業(yè)人員存在異常行為，生成行為異常預(yù)警信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能多功能安全帽，其特征在于：對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行預(yù)警分析的過(guò)程如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能多功能安全帽，其特征在于：所述安全帽(1)上還集成安裝有激光燈(2)、警示燈(4)、報(bào)警按鍵(5)、顯示屏(6)、電源鍵(7)、拍錄鍵(8)、對(duì)講鍵(9)和照明鍵(10)。