CN111650874A - 一种基于物联网的过山车超速保护监测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于超速保护监测技术领域,公开了一种基于物联网的过山车超速保护监测***及方法,基于物联网的过山车超速保护监测***包括:车速检测模块、视频监控模块、载重检测模块、主控模块、状态监测模块、物联通信模块、速度判断模块、减速模块、警报模块、虚拟模块、数据存储模块、显示模块。本发明通过状态监测模块解决过山车运动状态实时监测手段匮乏的问题,提高过山车运动状态的监测能力,丰富了过山车运动状态监测的效果;通过虚拟模块预先测定过山车运行过程中其车辆对应时间的角度变化数据,对虚拟现实影片的播放视角进行反向的角度值补正,使得影片不跟随过山车的转动而转动,避免因此而导致的对乘客虚拟现实体验的影响。
Description
技术领域
本发明属于超速保护监测技术领域,尤其涉及一种基于物联网的过山车超速保护监测***及方法方法。
背景技术
过山车(Roller coaster),或又称为云霄飞车,是一种机动游乐设施,常见于游乐园和主题乐园中。过山车虽然惊悚恐怖,但是基本上是非常安全的设施,深受很多年轻游客的喜爱。一个基本的过山车构造中,包含了爬升、滑落、倒转(儿童过山车没有倒转),其轨道的设计不一定是一个完整的回圈,也可以设计为车体在轨道上的运行方式为来回移动。大部分过山车的每个乘坐车厢可容纳2人、4人或6人8人,这些车厢利用勾子相互连结起来,就像火车一样。然而,现有基于物联网的过山车超速保护监测***及方法缺少过山车整体运行状态的实时监测的有效手段,这给过山车的安全运行带来了很大安全隐患;同时,现有过山车的虚拟现实体验效果差。
综上所述,现有技术存在的问题是:现有基于物联网的过山车超速保护监测***及方法缺少过山车整体运行状态的实时监测的有效手段,这给过山车的安全运行带来了很大安全隐患;同时,现有过山车的虚拟现实体验效果差。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于物联网的过山车超速保护监测***及方法。
本发明是这样实现的,一种基于物联网的过山车超速保护监测方法,所述基于物联网的过山车超速保护监测方法包括以下步骤:
步骤一,通过速度传感器检测过山车的行驶速度数据,通过摄像头检测过山车行驶视频数据,并通过重量检测器检测过山车载重数据。
步骤二,通过主机控制状态监测设备监测过山车运动状态:(I)通过监测设备监测过山车运动状态数据,构建过山车运营状态模型,得到过山车运营过程中各位置运动状态测量值;
(II)由过山车设计模型和以往过山车正常运行状态的监测历史数据,建立状态监测对比模型,确定过山车运营过程中各位置运动状态期望值;
(III)设定过山车运行状态阈值,对比过山车运营过程中各位置运动状态测量值和各位置运动状态期望值,判断过山车正常运营过程中是否处于异常状态及异常状态发生位置。
步骤三,通过无线发射器接通物联网进行物联通信:(1)接收物联生成的下行消息报文,读取所述下行消息报文中的过山车标识,根据所述过山车标识匹配对应的目标数据;
(2)根据所述对应的目标数据所属的物联网络类型将所述下行消息报文映射为对应的物联网协议报文;
(3)将所述物联网协议报文发送给对应的主机,以指示所述主机进行对应的通信操作。
步骤四,通过判断程序判断过山车行驶速度是否超速;通过减速器根据判断的超速结果进行减速;通过警报器根据判断超速结果进行报警通知。
步骤五,通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能:1)通过测定工具获取所述车辆单一行程的行车总时长以及所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据;
2)制作播放时长与所述行车总时长时长一致的虚拟现实影片,建立相同时间段内对应的所述角度值变化数据与所述虚拟现实影片中图像帧的关联;
3)根据所述角度值变化数据对所述虚拟现实影片的图像帧播放视角进行角度值反方向补正。
步骤六,通过存储器存储检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息;通过显示器显示检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息。
进一步,步骤一中,所述步骤(I)的过山车运营状态模型的建立过程包括:
(1.1)以过山车车体为参考,获取过山车运营过程中车体的实时加速度和角速度数据;
(1.3)由测量和解算结果构建过山车运营状态模型。
进一步,所述过山车运营状态模型为:
式中,各参数均为以地球为参考系计算获得,i表示过山车第i次运行,即该模型为第i次运行后获得过山车运动状态模型;
x,y,z为车体运行中坐标;
进一步,步骤一中,所述步骤(II)的过山车运营过程中各位置运动状态期望值包括:
式中,statusD为过山车设计模型中各位置运动状态的理论值;status1 n,…,statusm n为过山车运营过程中记录的m次正常运营的运动状态测量值。
进一步,所述过山车正常运营过程中是否处于异常状态的判断条件为:
||expectn|-|statusin||≤|Thresholdset|;
式中,expectn为过山车运营过程中各位置运动状态期望值;statusin为当次的过山车运营状态运动状态测量值;Thresholdset为设定的过山车运行状态阈值。
进一步,步骤五中,所述步骤1)的通过测定工具获取所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据,具体为:
1.1)预设所述测定工具的角度值数据采集频率;
1.2)通过固定在所述车辆上的测定工具实时获取所述车辆在所述路径上移动的过程中基于所述采集频率的角度值变化数据,生成所述对应时间的角度值变化数据,所述角度值为三维旋转角度值。
进一步,所述通过测定工具获取所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据还包括:
通过固定在所述车辆上的测定工具获取所述车辆在所述路径上移动的位置变化轨迹,根据所述轨迹上任意两点的定位信息和时间差值计算所述车辆在两点之间对应时间的相对角度变化数据;
根据多个所述相对角度变化数据生成所述对应时间的角度变化数据。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的基于物联网的过山车其特征在于,所述基于物联网的过山车超速保护监测***包括:
车速检测模块、视频监控模块、载重检测模块、主控模块、状态监测模块、物联通信模块、速度判断模块、减速模块、警报模块、虚拟模块、数据存储模块、显示模块。
车速检测模块,与主控模块连接,用于通过速度传感器检测过山车的行驶速度数据;
视频监控模块,与主控模块连接,用于通过摄像头检测过山车行驶视频数据;
载重检测模块,与主控模块连接,用于通过重量检测器检测过山车载重数据;
主控模块,与车速检测模块、视频监控模块、载重检测模块、状态监测模块、物联通信模块、速度判断模块、减速模块、警报模块、虚拟模块、数据存储模块、显示模块连接,用于通过主机控制各个模块正常工作;
状态监测模块,与主控模块连接,用于通过状态监测设备监测过山车运动状态;
物联通信模块,与主控模块连接,用于通过无线发射器接通物联网进行物联通信;
速度判断模块,与主控模块连接,用于通过判断程序判断过山车行驶速度是否超速;
减速模块,与主控模块连接,用于通过减速器根据判断的超速结果进行减速;
警报模块,与主控模块连接,用于通过警报器根据判断超速结果进行报警通知;
虚拟模块,与主控模块连接,用于通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能;
数据存储模块,与主控模块连接,用于通过存储器存储检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息;
显示模块,与主控模块连接,用于通过显示器显示检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法。
本发明的优点及积极效果为:本发明通过状态监测模块获取运营过程中过山车车体实时X/Y/Z三轴加速度,俯仰轴、滚动轴和航向轴角速度,车体实时空间位置坐标、空间姿态和运动速度,确定过山车运营过程中是否处于异常状态及异常状态发生位置;以解决过山车运动状态实时监测手段匮乏的问题,提高过山车运动状态的监测能力,丰富了过山车运动状态监测的效果;同时,通过虚拟模块预先测定过山车运行过程中其车辆对应时间的角度变化数据,对制作完成的虚拟现实影片的播放视角进行反向的角度值补正。使得影片不跟随过山车的转动而转动,避免因此而导致的对乘客虚拟现实体验的影响。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于物联网的过山车超速保护监测方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于物联网的过山车超速保护监测***的结构框图;
图中:1、车速检测模块;2、视频监控模块;3、载重检测模块;4、主控模块;5、状态监测模块;6、物联通信模块;7、速度判断模块;8、减速模块;9、警报模块;10、虚拟模块;11、数据存储模块;12、显示模块。
图3是本发明实施例提供的通过主机控制状态监测设备监测过山车运动状态的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通过无线发射器接通物联网进行物联通信的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能的方法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的基于物联网的过山车超速保护监测方法包括以下步骤:
S101,通过速度传感器检测过山车的行驶速度数据;通过摄像头检测过山车行驶视频数据。
S102,通过重量检测器检测过山车载重数据;通过主机控制过山车超速保护监测***的正常工作。
S103,通过状态监测设备监测过山车运动状态;通过无线发射器接通物联网进行物联通信。
S104,通过判断程序判断过山车行驶速度是否超速;通过减速器根据判断的超速结果进行减速。
S105,通过警报器根据判断超速结果进行报警通知;通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能。
S106,通过存储器存储检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息;通过显示器显示检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息。
如图2所示,本发明实施例提供的基于物联网的过山车超速保护监测***包括:车速检测模块1、视频监控模块2、载重检测模块3、主控模块4、状态监测模块5、物联通信模块6、速度判断模块7、减速模块8、警报模块9、虚拟模块10、数据存储模块11、显示模块12。
车速检测模块1,与主控模块4连接,用于通过速度传感器检测过山车行驶速度数据。
视频监控模块2,与主控模块4连接,用于通过摄像头检测过山车行驶视频数据。
载重检测模块3,与主控模块4连接,用于通过重量检测器检测过山车载重数据。
主控模块4,与车速检测模块1、视频监控模块2、载重检测模块3、状态监测模块5、物联通信模块6、速度判断模块7、减速模块8、警报模块9、虚拟模块10、数据存储模块11、显示模块12连接,用于通过主机控制各个模块正常工作。
状态监测模块5,与主控模块4连接,用于通过监测设备监测过山车运动状态。
物联通信模块6,与主控模块4连接,用于通过无线发射器接通物联网进行物联通信。
速度判断模块7,与主控模块4连接,用于通过判断程序判断过山车行驶速度是否超速。
减速模块8,与主控模块4连接,用于通过减速器根据判断的超速结果进行减速。
警报模块9,与主控模块4连接,用于通过警报器根据判断超速结果进行报警通知。
虚拟模块10,与主控模块4连接,用于通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能。
数据存储模块11,与主控模块4连接,用于通过存储器存储检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息。
显示模块12,与主控模块4连接,用于通过显示器显示检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明实施例提供的基于物联网的过山车超速保护监测方法如图1所示,作为优选实施例,如图3所示,本发明实施例提供的通过主机控制状态监测设备监测过山车运动状态的方法包括:
S201,通过监测设备监测过山车运动状态数据,构建过山车运营状态模型,得到过山车运营过程中各位置运动状态测量值。
S202,由过山车设计模型和以往过山车正常运行状态的监测历史数据,建立状态监测对比模型,确定过山车运营过程中各位置运动状态期望值。
S203,设定过山车运行状态阈值,对比过山车运营过程中各位置运动状态测量值和各位置运动状态期望值,判断过山车正常运营过程中是否处于异常状态及异常状态发生位置。
本发明实施例提供的步骤S201的过山车运营状态模型的建立过程包括:
(1.1)以过山车车体为参考,获取过山车运营过程中车体的实时加速度和角速度数据。
(1.3)由测量和解算结果构建过山车运营状态模型。
本发明实施例提供的过山车运营状态模型为:
式中,各参数均为以地球为参考系计算获得,i表示过山车第i次运行,即该模型为第i次运行后获得过山车运动状态模型。
x,y,z为车体运行中坐标。
本发明实施例提供的步骤S202的过山车运营过程中各位置运动状态期望值包括:
式中,statusD为过山车设计模型中各位置运动状态的理论值。
status1 n,…,statusm n为过山车运营过程中记录的m次正常运营的运动状态测量值。
本发明实施例提供的步骤S203的过山车正常运营过程中是否处于异常状态的判断条件为:
||expectn|-|statusin||≤|Thresholdset|。
式中,expectn为过山车运营过程中各位置运动状态期望值。statusin为当次的过山车运营状态运动状态测量值。Thresholdset为设定的过山车运行状态阈值。
实施例2
本发明实施例提供的基于物联网的过山车超速保护监测方法如图1所示,作为优选实施例,如图4所示,本发明实施例提供的通过无线发射器接通物联网进行物联通信的方法包括:
S301,接收物联生成的下行消息报文,读取所述下行消息报文中的过山车标识,根据所述过山车标识匹配对应的目标数据。
S302,根据所述对应的目标数据所属的物联网络类型将所述下行消息报文映射为对应的物联网协议报文。
S303,将所述物联网协议报文发送给对应的主机,以指示所述主机进行对应的通信操作。
实施例3
本发明实施例提供的基于物联网的过山车超速保护监测方法如图1所示,作为优选实施例,如图5所示,本发明实施例提供的通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能的方法包括:
S401,通过测定工具获取所述车辆单一行程的行车总时长以及所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据。
S402,制作播放时长与所述行车总时长时长一致的虚拟现实影片,建立相同时间段内对应的所述角度值变化数据与所述虚拟现实影片中图像帧的关联。
S403,根据所述角度值变化数据对所述虚拟现实影片的图像帧播放视角进行角度值反方向补正。
本发明实施例提供的步骤S401的通过测定工具获取所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据,具体为:
1.1)预设所述测定工具的角度值数据采集频率。
1.2)通过固定在所述车辆上的测定工具实时获取所述车辆在所述路径上移动的过程中基于所述采集频率的角度值变化数据,生成所述对应时间的角度值变化数据,所述角度值为三维旋转角度值。
本发明实施例提供的通过测定工具获取所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据还包括:
通过固定在所述车辆上的测定工具获取所述车辆在所述路径上移动的位置变化轨迹,根据所述轨迹上任意两点的定位信息和时间差值计算所述车辆在两点之间对应时间的相对角度变化数据。
根据多个所述相对角度变化数据生成所述对应时间的角度变化数据。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现,所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于物联网的过山车超速保护监测方法,其特征在于,所述基于物联网的过山车超速保护监测方法包括以下步骤:
步骤一,通过速度传感器检测过山车的行驶速度数据,通过摄像头检测过山车行驶视频数据,并通过重量检测器检测过山车载重数据;
步骤二,通过主机控制状态监测设备监测过山车运动状态:(I)通过监测设备监测过山车运动状态数据,构建过山车运营状态模型,得到过山车运营过程中各位置运动状态测量值;
(II)由过山车设计模型和以往过山车正常运行状态的监测历史数据,建立状态监测对比模型,确定过山车运营过程中各位置运动状态期望值;
(III)设定过山车运行状态阈值,对比过山车运营过程中各位置运动状态测量值和各位置运动状态期望值,判断过山车正常运营过程中是否处于异常状态及异常状态发生位置;
步骤三,通过无线发射器接通物联网进行物联通信:(1)接收物联生成的下行消息报文,读取所述下行消息报文中的过山车标识,根据所述过山车标识匹配对应的目标数据;
(2)根据所述对应的目标数据所属的物联网络类型将所述下行消息报文映射为对应的物联网协议报文;
(3)将所述物联网协议报文发送给对应的主机,以指示所述主机进行对应的通信操作;
步骤四,通过判断程序判断过山车行驶速度是否超速;通过减速器根据判断的超速结果进行减速;通过警报器根据判断超速结果进行报警通知;
步骤五,通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能:1)通过测定工具获取所述车辆单一行程的行车总时长以及所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据;
2)制作播放时长与所述行车总时长时长一致的虚拟现实影片,建立相同时间段内对应的所述角度值变化数据与所述虚拟现实影片中图像帧的关联;
3)根据所述角度值变化数据对所述虚拟现实影片的图像帧播放视角进行角度值反方向补正;
步骤六,通过存储器存储检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息;通过显示器显示检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息。
3.如权利要求2所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法,其特征在于,所述过山车运营状态模型为:
式中,各参数均为以地球为参考系计算获得,i表示过山车第i次运行,即该模型为第i次运行后获得过山车运动状态模型;
x,y,z为车体运行中坐标;
5.如权利要求4所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法,其特征在于,所述过山车正常运营过程中是否处于异常状态的判断条件为:
||expectn|-|statusin||≤|Thresholdset|;
式中,expectn为过山车运营过程中各位置运动状态期望值;statusin为当次的过山车运营状态运动状态测量值;Thresholdset为设定的过山车运行状态阈值。
6.如权利要求1所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法,其特征在于,步骤五中,所述步骤1)的通过测定工具获取所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据,具体为:
1.1)预设所述测定工具的角度值数据采集频率;
1.2)通过固定在所述车辆上的测定工具实时获取所述车辆在所述路径上移动的过程中基于所述采集频率的角度值变化数据,生成所述对应时间的角度值变化数据,所述角度值为三维旋转角度值。
7.如权利要求6所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法,其特征在于,所述通过测定工具获取所述车辆运行过程中对应时间的角度值变化数据还包括:
通过固定在所述车辆上的测定工具获取所述车辆在所述路径上移动的位置变化轨迹,根据所述轨迹上任意两点的定位信息和时间差值计算所述车辆在两点之间对应时间的相对角度变化数据;
根据多个所述相对角度变化数据生成所述对应时间的角度变化数据。
8.一种应用如权利要求1~7任意一项所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法的基于物联网的过山车超速保护监测***,其特征在于,所述基于物联网的过山车超速保护监测***包括:
车速检测模块、视频监控模块、载重检测模块、主控模块、状态监测模块、物联通信模块、速度判断模块、减速模块、警报模块、虚拟模块、数据存储模块、显示模块;
车速检测模块,与主控模块连接,用于通过速度传感器检测过山车的行驶速度数据;
视频监控模块,与主控模块连接,用于通过摄像头检测过山车行驶视频数据;
载重检测模块,与主控模块连接,用于通过重量检测器检测过山车载重数据;
主控模块,与车速检测模块、视频监控模块、载重检测模块、状态监测模块、物联通信模块、速度判断模块、减速模块、警报模块、虚拟模块、数据存储模块、显示模块连接,用于通过主机控制各个模块正常工作;
状态监测模块,与主控模块连接,用于通过状态监测设备监测过山车运动状态;
物联通信模块,与主控模块连接,用于通过无线发射器接通物联网进行物联通信;
速度判断模块,与主控模块连接,用于通过判断程序判断过山车行驶速度是否超速;
减速模块,与主控模块连接,用于通过减速器根据判断的超速结果进行减速;
警报模块,与主控模块连接,用于通过警报器根据判断超速结果进行报警通知;
虚拟模块,与主控模块连接,用于通过虚拟设备提供过山车虚拟现实功能;
数据存储模块,与主控模块连接,用于通过存储器存储检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息;
显示模块,与主控模块连接,用于通过显示器显示检测的过山车速度、视频、载重、运动状态数据信息。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施如权利要求1~7任意一项所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法。
10.一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1~7任意一项所述的基于物联网的过山车超速保护监测方法。
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CN202010329463.8A Pending CN111650874A (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种基于物联网的过山车超速保护监测***及方法 |
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2020
- 2020-04-23 CN CN202010329463.8A patent/CN111650874A/zh active Pending
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