電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于作業(yè)安全裝備與作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，是電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，包括帽本體、攝像機、激光標示器、照明燈、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機、微控制器和電源，攝像機固定在帽本體的一側(cè)，用以采集作業(yè)的視場影像，激光標示器固定在攝像機的上方，用以通過矩形激光標示攝像機的視場范圍；照明燈固定在帽本體的前部，環(huán)境光傳感器固定在帽本體的前部，麥克風(fēng)和耳機為一體式結(jié)構(gòu)，固定在帽本體的另一側(cè)，微控制器固定在帽本體的后部，包括含微處理器以及與微處理器連接的存儲器、擴展存儲器、衛(wèi)星定位器和接口，電源固定在所述帽本體的后部。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可以有效消除作業(yè)監(jiān)護人的關(guān)鍵信息缺失。
【專利說明】電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于作業(yè)安全裝備與作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種安全帽， 具體的說是電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽。

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，現(xiàn)場標準化作業(yè)的核心三要素是安全、質(zhì)量及效率，有效的監(jiān)管手段及 機制，是三要素"落地"的根本保障。近年來，電力、煤礦等典型行業(yè)大力推行現(xiàn)場標準化作 業(yè)，并積極引用現(xiàn)代科技輔助手段，對改善安全生產(chǎn)狀況起到了一定的效果，但限于智能輔 助手段欠充分，導(dǎo)致作業(yè)現(xiàn)場三要素管控機制一直沒能有效健全，嚴重制約了企業(yè)的可持 續(xù)發(fā)展。
[0003] 目前，應(yīng)用智能裝備技術(shù)手段推進現(xiàn)場標準化作業(yè)監(jiān)管，供電企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場管理 方法具有典型的代表性。其方法要點是，依據(jù)《GB26859-2011電力安全工作規(guī)程（電力線路 部分)》的工作監(jiān)護制要求，設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)護人若干名，每位現(xiàn)場施工人員均在監(jiān)護人監(jiān)管下 工作?，F(xiàn)場監(jiān)護人可手持專用PDA，采集現(xiàn)場信息，發(fā)布指令，實時監(jiān)管現(xiàn)場施工的安全、質(zhì) 量及效率。
[0004] 檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01220415314. 4的中國專利申請公開了《信息化自動攝像安 全帽及應(yīng)用其的智能施工管理系統(tǒng)》，本實用新型公開了一種信息化自動攝像安全帽，包括 安全帽本體，其帽沿上箍設(shè)有安裝支架，安裝支架的前部設(shè)有內(nèi)裝有無線信號發(fā)射電路的 控制盒、與控制盒電聯(lián)接的攝像頭和可外接數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)儲存模塊，安全帽本體的前 部設(shè)有可拆裝的主照明燈，控制盒和主照明燈上均設(shè)有電源接口。本實用新型還公開了應(yīng) 用了上述安全帽的智能施工管理系統(tǒng)。本實用新型的安全帽利用攝像頭進行拍攝錄像，控 制盒將之處理成無線信號發(fā)射出去，與外界實時通信，并且儲存數(shù)據(jù)。本實用新型的管理系 統(tǒng)可與信息化自動攝像安全帽配套使用。本實用新型可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場工程中，提高監(jiān)理 質(zhì)量。
[0005] 以上現(xiàn)有專利和現(xiàn)有供電企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場管理主要存在如下關(guān)鍵問題：
[0006] ⑴監(jiān)護人員對關(guān)鍵信息的采集缺失。絕大多數(shù)情況下，施工人員面對作業(yè)對象，監(jiān) 護人處于施工人員的背后且有一定距離，導(dǎo)致監(jiān)護人難以直接觀察到施工人員面對的關(guān)鍵 作業(yè)點，監(jiān)管實效大打折扣。
[0007] ⑵監(jiān)護人員與施工人員語音交互不暢。施工人員常處于高空作業(yè)，傳統(tǒng)便攜對講 系統(tǒng)，施工人員作業(yè)過程中，難以再騰出手進行操作，及時語音交互極為不便。
[0008] ⑶施工人員個人防護欠缺。現(xiàn)行工作方法中，只有監(jiān)護人可配備高精度衛(wèi)星定位 器，配合電力設(shè)備GIS(Geographic Information System,地理信息系統(tǒng))，實現(xiàn)高危區(qū)域進 入告警。而施工人員均沒有配備，導(dǎo)致施工人員在進入高危作業(yè)區(qū)域工作時，沒有得到預(yù)先 告警，存在重大安全隱患。 實用新型內(nèi)容
[0009] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供電力可穿戴智能 裝備中的一種智能安全帽，可以實現(xiàn)激光標示成像角與攝像機視場角的智能同步，可有效 消除監(jiān)護人信息缺失。
[0010] 本實用新型解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
[0011] 電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，包括帽本體、攝像機、激光標示器、照 明燈、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機、微控制器和電源；攝像機固定在帽本體的一側(cè)，用以采 集作業(yè)的視場影像；激光標示器平行固定在攝像機的上方或下方，用以通過矩形激光標示 攝像機的視場范圍；麥克風(fēng)和耳機固定在帽本體的另一側(cè)，用以拾音和放音；照明燈固定 在帽本體的前部，用以為攝像機視場提供輔助照明；環(huán)境光傳感器固定在帽本體的前部，并 通過微控制器與照明燈的開關(guān)連接，用以自動控制輔助照明燈的開啟和關(guān)閉；微控制器固 定在帽本體的后部，其具有集成的擴展存儲器、衛(wèi)星定位器和接口，用以智能管理攝像機、 激光標示器、麥克風(fēng)和耳機以及作業(yè)人員的現(xiàn)場地理位置信息；電源固定在帽本體的后部， 用以為攝像機、激光標示器、照明燈、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機和微控制器供電；
[0012] 攝像機含有實現(xiàn)其變焦的第一變焦電機，用以在手動開關(guān)的驅(qū)動下改變攝像機的 焦距；激光標示器含有實現(xiàn)其變焦的第二變焦電機，用以受控于微控制器改變其焦距，實現(xiàn) 激光標示成像角與攝像機視場角成像同步擬合；第一變焦電機和第二變焦電機都與微控制 器通信連接。
[0013] 這樣，本實用新型簡單巧妙的將激光標示器設(shè)置在攝像機的上方或下方，攝像機 的變焦電機在手動開關(guān)的驅(qū)動下改變攝像機的焦距，同時，攝像機變焦數(shù)字信號發(fā)送到微 控制器，由微控制器產(chǎn)生激光標示器變焦數(shù)字信號，驅(qū)動激光標示器變焦電機自動變焦，激 光標示器發(fā)射的矩形光標，其成像與與攝像機視場智能隨動擬合，從而實現(xiàn)激光標示成像 角與攝像機視場角的智能同步，實現(xiàn)光標成像與攝像機視場邊緣擬合，即攝像視場與光標 成像同步擬合，達到攝制圖像所得即所見的目的。
[0014] 本實用新型進一步限定的技術(shù)方案是：
[0015] 前述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其中帽本體的上下左右都固定 有燕尾形安裝插槽，攝像機、照明燈、麥克風(fēng)、耳機和微控制器底部都固定有與安裝插槽形 狀相配合的固定插板，攝像機通過固定插板與安裝插槽的插接固定在帽本體一側(cè)，照明燈 通過固定插板與安裝插槽的插接固定在帽本體的前部，麥克風(fēng)和耳機通過固定插板與安裝 插槽的插接固定在所述帽本體的另一側(cè)，微控制器通過固定插板與安裝插槽的插接固定在 所述帽本體的后部。
[0016] 前述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其中攝像機采用微型高清CCD， 激光標不器米用微型矩形激光燈，照明燈米用LED光源，環(huán)境光傳感器米用基于IC的光電 二極管、光敏電阻或光電晶體管。
[0017] 前述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其中麥克風(fēng)和耳機為一體式結(jié) 構(gòu)，所述麥克風(fēng)和耳機的一體式結(jié)構(gòu)通過所述固定插板與安裝插槽的插接固定在所述帽本 體上。
[0018] 前述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，微控制器為ARM系列處理器， ARM系列處理器為TI的Cortex-A15處理器AM5K2Ex、TI的Cortex-A9處理器AM437x或 SAMSUNG 的 Cortex-A8 處理器 S5PV210。
[0019] 前述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其中攝像機固定在帽本體的左 偵牝麥克風(fēng)和耳機固定在帽本體的右側(cè)。
[0020] 本實用新型的微控制器、環(huán)境光傳感器及其它電子模塊以完全采用現(xiàn)有模塊或器 件作為相應(yīng)單元，將其組合連接在一起即可實現(xiàn)上述技術(shù)方案，因此切實可行。
[0021] 本實用新型對比已有技術(shù)具有以下創(chuàng)新點：⑴使用施工人員頭戴攝像機，并實時 傳輸，彌補了監(jiān)護人的關(guān)鍵監(jiān)控盲點；⑵使用激光標示器、環(huán)境光傳感器、輔助照明燈，增強 了攝像機的采集精度和準確度；⑶安全帽本體上，模塊化集成部署攝像機、激光標示器、照 明燈、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機、智能安全帽微處理機、電源，極大提升了安全帽的綜合 功效；⑷輔助照明燈的開和閉，由環(huán)境光傳感器自動控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0023] 圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0024] 圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)后視圖。
[0025] 圖4是本實用新型激光標示器與攝像頭的智能同步連動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 實施例1
[0027] 本實施例提供電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，包 括帽本體1、攝像機、激光標示器、照明燈2、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機、微控制器3和電 源，安全帽本體結(jié)構(gòu)及功能，完全符合《安全帽標準（GB2811-2007)》的要求；攝像機固定在 帽本體的一側(cè)，用以采集作業(yè)的視場影像；激光標示器平行固定在攝像機的上方，用以通過 矩形激光標示攝像機的視場范圍；照明燈固定在帽本體的前部，用以為攝像機視場提供輔 助照明；環(huán)境光傳感器固定在帽本體的前部，并與照明燈的開關(guān)連接，用以自動控制輔助照 明燈的開和關(guān)；麥克風(fēng)和耳機為一體式結(jié)構(gòu)，固定在帽本體的另一側(cè)，用以拾音和放音；微 控制器固定在帽本體的后部，其具有集成的擴展存儲器、衛(wèi)星定位器和接口，用以自動控制 攝像機、激光標示器、麥克風(fēng)和耳機以及采集作業(yè)人員的現(xiàn)場地理位置信息；電源固定在所 述帽本體的后部，用以為攝像機、激光標示器、照明燈、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機和微控 制器供電。
[0028] 攝像機采用微型高清(XD，插接于智能安全帽本體一側(cè)，采集作業(yè)的視場影像；激 光標示器采用微型矩形激光燈，可與攝像機一體化設(shè)計，以矩形激光標示攝像機的視場范 圍；輔助照明燈采用LED光源，插接于智能安全帽本體前部，為攝像機視場提供輔助照明； 環(huán)境光傳感器可采用基于IC的單片光電二極管、光敏電阻或光電晶體管等光敏元件，封裝 插接于智能安全帽本體前部，自動控制輔助照明燈開和關(guān)；麥克風(fēng)、耳機為一體式結(jié)構(gòu)，插 接于智能安全帽本體另一側(cè)，高靈敏、定向拾音和放音；智能安全帽微控制器，插接于智能 安全帽本體后部，支持智能安全帽系統(tǒng)的自動控制、作業(yè)人員的現(xiàn)場地理位置信息采集；微 控制器為ARM處理器，ARM系列處理器可以是為TI的Cortex-A15處理器AM5K2Ex、TI的 Cortex-A9處理器AM437x或SAMSUNG的Cortex-A8處理器S5PV210。；電源采用可充電鋰電 池組，可與智能安全帽微控制器一體化設(shè)計，為智能安全帽系統(tǒng)供電。本實施例中，帽本體 的上下左右都固定有燕尾形安裝插槽4,攝像機、照明燈、麥克風(fēng)、耳機和微控制器底部都固 定有與安裝插槽形狀相配合的固定插板，攝像機通過固定插板與安裝插槽的插接固定在帽 本體一側(cè)，照明燈通過固定插板與安裝插槽的插接固定在帽本體的前部，麥克風(fēng)和耳機的 一體式結(jié)構(gòu)通過固定插板與安裝插槽的插接固定在帽本體上，微控制器通過固定插板與安 裝插槽的插接固定在所述帽本體的后部?，F(xiàn)場視頻及音頻信號實時編碼存儲，通過開關(guān)實 現(xiàn)啟、停，開關(guān)具備手動和語音控制智能動作，開關(guān)的智能動作，通過智能安全帽微控制器 控制實現(xiàn)；現(xiàn)場視頻及音頻信號，可按智能安全帽微控制器的程控預(yù)置，智能分段循環(huán)存儲 于安全帽微控制器的擴展存儲器中；衛(wèi)星定位器可支持GPS(Global Positioning System, 全球定位系統(tǒng)）或BDS (BeiDou Navigation Satellite System,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）。
[0029] 如圖4所示，攝像機5含有實現(xiàn)其變焦的第一變焦電機6,用以在手動開關(guān)的驅(qū)動 下改變攝像機的焦距；激光標示器7含有實現(xiàn)其變焦的第二變焦電機8,用以受控于微控制 器改變其焦距，實現(xiàn)激光標示成像角與攝像機視場角成像同步擬合；第一變焦電機6和第 二變焦電機8都與微控制器通信連接，本實施例中微控制器用以將獲取的攝像機變焦信號 根據(jù)下式轉(zhuǎn)成激光標示器的變焦信號發(fā)送給第二變焦電機，驅(qū)動第二變焦電機實現(xiàn)激光標 示成像角與攝像機視場角的智能同步，即攝像視場與光標成像同步擬合，達到攝制圖像所 得即所見的目的。
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，包括帽本體、攝像機、激光標示器、照明 燈、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機、微控制器和電源，其特征在于：所述攝像機固定在所述帽 本體的一側(cè)，用以采集作業(yè)的視場影像；所述激光標示器平行固定在所述攝像機的上方或 下方，用以通過矩形激光標示攝像機的視場范圍；所述麥克風(fēng)和耳機固定在所述帽本體的 另一側(cè)，用以拾音和放音；所述照明燈固定在所述帽本體的前部，用以為攝像機視場提供輔 助照明；所述環(huán)境光傳感器固定在所述帽本體的前部，并通過所述微控制器與所述照明燈 的開關(guān)連接，用以自動控制輔助照明燈的開啟和關(guān)閉；所述微控制器固定在所述帽本體的 后部，其具有集成的擴展存儲器、衛(wèi)星定位器和接口，用以智能管理攝像機、激光標示器、麥 克風(fēng)和耳機以及作業(yè)人員的現(xiàn)場地理位置信息；所述電源固定在所述帽本體的后部，用以 為攝像機、激光標示器、照明燈、環(huán)境光傳感器、麥克風(fēng)、耳機和微控制器供電； 所述攝像機含有實現(xiàn)其變焦的第一變焦電機，用以在手動開關(guān)的驅(qū)動下改變所述攝像 機的焦距；所述激光標示器含有實現(xiàn)其變焦的第二變焦電機，用以受控于所述微控制器改 變其焦距，實現(xiàn)激光標示成像角與攝像機視場角成像同步擬合；所述第一變焦電機和第二 變焦電機都與所述微控制器通信連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其特征在于：所述 帽本體的上下左右都固定有燕尾形安裝插槽，所述攝像機、照明燈、麥克風(fēng)、耳機和微控制 器底部都固定有與所述安裝插槽形狀相配合的固定插板，所述攝像機通過固定插板與安裝 插槽的插接固定在帽本體一側(cè)，所述照明燈通過固定插板與安裝插槽的插接固定在帽本體 的前部，所述麥克風(fēng)和耳機通過固定插板與安裝插槽的插接固定在所述帽本體的另一側(cè)， 所述微控制器通過固定插板與安裝插槽的插接固定在所述帽本體的后部。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其特征在于：所述攝像機采用微型高清CCD，所述激光標示器采用微型矩形激光燈，所述照明燈采用LED 光源，所述環(huán)境光傳感器米用基于1C的光電二極管、光敏電阻或光電晶體管。
4. 如權(quán)利要求2所述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其特征在于：所述 麥克風(fēng)和耳機為一體式結(jié)構(gòu)，所述麥克風(fēng)和耳機的一體式結(jié)構(gòu)通過所述固定插板與安裝插 槽的插接固定在所述帽本體上。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其特征在于：所述微控制器為ARM系列處理器，所述ARM系列處理器為TI的Cortex-A15處理器AM5K2EX、 TI 的 Cortex-A9 處理器 AM437x 或 SAMSUNG 的 Cortex-A8 處理器 S5PV210。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的電力可穿戴智能裝備中的一種智能安全帽，其特征在于：所述攝像機固定在所述帽本體的左側(cè)，所述麥克風(fēng)和耳機固定在所述帽本體的右側(cè)。
【文檔編號】A42B3/30GK204132519SQ201420525302
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】唐曉彤, 朱錫鋒, 林萬才, 徐立乾, 陳紅衛(wèi) 申請人:蘇沃智能科技江蘇有限公司