CN114052327B

CN114052327B - 用于智慧工地的智能安全帽

Info

Publication number: CN114052327B
Application number: CN202111669595.6A
Authority: CN
Inventors: 李腾; 路亚; 杨睿; 邵程杰; 杜玉节; 杜小敏
Original assignee: Chongqing College of Electronic Engineering
Current assignee: Chongqing College of Electronic Engineering
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: CN114052327A

Abstract

本发明涉及智慧工地领域，具体公开了，用于智慧工地的智能安全帽，包括：安全帽本体、云服务器，还包括：标识物，用于放置在施工现场内；采集模块，固定在安全帽本体上，用于实时采集现场图像信息和用户的手势信息，现场图像信息中包括标识物信息；处理模块，固定在安全帽本体上，用于获取现场图像信息和手势信息，解析出现场图像信息中的标识物信息，然后根据手势信息将现场图像信息标注为工作现场信息和关联现场信息，工作现场信息中的标识物信息定义为现场标识信息，关联现场信息中的标识物信息定义为关联标识信息，然后建立工作现场信息和关联现场信息的关联关系，关联关系中包括现场标识信息和关联标识信息。提供了一种能够提升沟通效率的用于智慧工地的智能安全帽。

Description

用于智慧工地的智能安全帽

技术领域

本发明涉及智慧工地领域，特别涉及用于智慧工地的智能安全帽。

背景技术

安全帽作为室外工程作业必备的安全防护工具之一，它能对人体头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起到缓冲防护作用。因此，我国对绝大多数户外作业特别是高空等危险户外作业均严格要求作业人员佩戴安全帽。但是，在实际作业过程中，由于作业地点分散、作业空间限制及安全帽工具有效保管等原因极易造成监管漏洞，尤其是监管人员不足，信息化程度不高的作业环境下无法及时发现安全隐患。

针对上述情况中国专利公告号为CN215189627U的文献中公开了一种智慧工地用安全帽，包括帽壳和帽衬，所述帽衬固定在所述帽壳内，所述帽衬上固定设置有电气部件，所述电气部件包括柔性电路板，所述柔性电路板固定在安装板上，所述安装板通过压板固定在帽衬上。该文献声称是在安全帽的帽衬上固定电气部件，不会改变安全帽的整体结构，采用现有的模具就能进行生产，同时不改变安全帽的结构，就不会影响安全帽的强度，不会造成安全隐患。

但是在实际使用过程中，随着技术的发展，现在的工地基本上都升级了智慧工地***，以实现对工地的智能化管理。上述安全帽本质上是在普通的安全帽上简单增加了电路结构，实现了初级的智能化功能。在施工过程中，现有的智慧工地主要是通过固定的摄像头采集相关的实时数据，无法分析工作人员之间的联动关系。如A地的工作人员甲将电闸关闭，准备检修电线，在检修过程中，离开了A地，工作人员乙路过发现电闸关闭影响其施工，准备打开电闸。在这种情况下极易出现意外事故。同理将电闸换成其他机器的开关也是，主要原因在于沟通不畅，使得后来人员无法预知后果。目前针对上述情况的解决方式还是依靠多安排人员进行协同（即开关处，安排有留守的工作人员丙），在有突发情况导致丙离场后，依然存在较大的安全隐患。因此，现在急需一种能够提升沟通效率的用于智慧工地的智能安全帽。

发明内容

本发明提供了一种能够提升沟通效率的用于智慧工地的智能安全帽。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

用于智慧工地的智能安全帽，包括：

安全帽本体、云服务器，还包括：

标识物，用于放置在施工现场内；

采集模块，固定在安全帽本体上，用于实时采集现场图像信息和用户的手势信息，现场图像信息中包括标识物信息；

处理模块，固定在安全帽本体上，用于获取现场图像信息和手势信息，解析出现场图像信息中的标识物信息，然后根据手势信息将现场图像信息标注为工作现场信息和关联现场信息，工作现场信息中的标识物信息定义为现场标识信息，关联现场信息中的标识物信息定义为关联标识信息，然后建立工作现场信息和关联现场信息的关联关系，关联关系中包括现场标识信息和关联标识信息；

通讯模块，固定在安全帽本体上，用于将关联关系发送至云服务器，云服务器通过通讯模块将关联关系发送至处理模块，处理模块通过关联关系读取关联标识信息并与实时采集的现场图像信息进行对比，若现场图像信息中存在关联标识信息则生成提醒指令；

提醒模块，固定在头盔本体上，用于在接收到提醒指令后发出语音提醒。

基础方案原理及有益效果如下：安全帽本体、采集模块、处理模块、通讯模块以及提醒模块是一体的。使用时，若工作人员甲准备在A点施工，但是A点施工会影响到B点的安全。工作人员甲需要到B点，放置标识物，并且比划第一手势，采集模块获取到现场图像信息和用户的手势信息，处理模块就将B点标注为关联现场信息，B点的标识物通过采集模块获取后，就是关联标识信息；同理可以将A点和A点的标识物标注为工作现场信息和现场标识信息。然后，处理模块就将工作现场信息和关联现场信息建立为关联关系。

通讯模块将关联关系发送至云服务器，云服务器将关联关系通过通讯模块（所有人的，也包括甲的）发送至处理模块（所有人的，也包括甲的，避免自己遗忘、疏漏导致的事故）。处理模块通过关联关系读取到关联标识信息，然后与其实时采集的现场图像信息进行对比，如果能够匹配成功，则表征这个人进入到关联现场中，存在一定的安全隐患，此时生成提醒指令，由提醒模块进行语音提醒。避免沟通不畅导致的事故的出现。

综上，本方案中工作人员仅需要在工作前比划特定的手势，即可完成对工作现场和关联现场的定义，通过标识物减少图像处理的运算量，在低运算量、低带宽要求的环境中，与现有技术相比，不增加工作人员较大的工作/学习成本，实现了提升沟通效率的目的。

进一步，所述通讯模块还用于在生成提醒指令后将与该提醒指令相应的关联关系处理为报警信息，并发送至云端服务器，云端服务器用于在接收到报警信息后存储。

这样的方式能够准确有效的记录工作人员的一些动作，方便后续的培训、教育。

进一步，所述标识物包括通讯子模块、控制器、发光部和警示牌，所述处理模块在定义为现场标识信息或关联标识信息后，通过通讯模块将现场标识信息或关联标识信息发送至通讯子模块，通讯子模块将现场标识信息或关联标识信息发送至控制器，控制器根据现场标识信息或关联标识信息控制发光部以不同工作模式发光，通讯子模块、控制器和发光部均固定在警示牌上。

这样的方式是通过识别特定波长或者特定闪烁频率的光源来判断是否存在标识物，进一步降低图像识别的运算量。

进一步，所述通讯模块为蓝牙模块，通讯模块将需要发送至云服务器的数据发送至与该蓝牙模块配对的手机终端，该手机终端将相关数据发送至云服务器。

这样的方式能够减少整个装置的耗电量，将功耗较大的功能让工作人员的智能手机来完成，降低电源负担和成本。

进一步，控制器还用于记录通讯子模块与通讯模块的连接记录和发光部的工作模式，连接记录中包括了通讯模块的ID和通讯时间，在发光部处于工作模式的状态后，若存在通讯模块与通讯子模块建立通讯，则控制器生成结束请求指令，提醒模块在接收到借宿请求指令后，向外发出预设的上一次通讯时间的语音询问，并接受外界反馈信息，若反馈信息中包含正确的上一次的通讯时间，则本次的结束请求指令请求成功，控制器生成关闭发光部的指令，发光部接受到关闭指令后停止工作；若反馈信息中不含有上一次的通讯时间，则本次的结束请求指令请求失败。

这样的方式能够避免工作人员遗漏解除发光部的工作状态，也能够避免工作人员错误的解除发光部的工作状态。权限管理方面，更加贴近工地施工过程中，人员较多的情况。

进一步，所述标识物还包括姿态检测模块，在发光部处于工作模式的状态时，若姿态检测模块检测到自身姿态发生改变，控制器则生成警告指令，提醒模块接收到警告指令后向外发出预设的语音警告。

这样的方式能够避免无关人员错误的拿走标识物。

附图说明

图1为用于智慧工地的智能安全帽实施例一的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

本实施例的用于智慧工地的智能安全帽，包括：

安全帽本体、云服务器（如图1所示），还包括：

标识物，用于放置在施工现场内（可以是特定形状，也可以是发出特定光线或者特定频闪的物体，本实施例中选用的闪烁的LED灯，成本更低）；

采集模块（就是摄像头），固定在安全帽本体上，用于实时采集现场图像信息和用户的手势信息，现场图像信息中包括标识物信息；

处理模块（就是处理器），固定在安全帽本体上，用于获取现场图像信息和手势信息，解析出现场图像信息中的标识物信息，然后根据手势信息将现场图像信息标注为工作现场信息和关联现场信息，工作现场信息中的标识物信息定义为现场标识信息，关联现场信息中的标识物信息定义为关联标识信息，然后建立工作现场信息和关联现场信息的关联关系，关联关系中包括现场标识信息和关联标识信息；

通讯模块（本实施例中选用的蓝牙模块），固定在安全帽本体上，用于将关联关系发送至云服务器，云服务器通过通讯模块将关联关系发送至处理模块，处理模块通过关联关系读取关联标识信息并与实时采集的现场图像信息进行对比，若现场图像信息中存在关联标识信息则生成提醒指令；

提醒模块（这个就是一个喇叭加上驱动），固定在头盔本体上，用于在接收到提醒指令后发出语音提醒。

所述通讯模块还用于在生成提醒指令后将与该提醒指令相应的关联关系处理为报警信息，并发送至云端服务器，云端服务器用于在接收到报警信息后存储。

通讯模块将需要发送至云服务器的数据发送至与该蓝牙模块配对的手机终端（即使用前，工作人员需要掏出智能手机完成和自己的安全帽的配对），该手机终端将相关数据发送至云服务器。

具体使用时：安全帽本体、采集模块、处理模块、通讯模块以及提醒模块是一体的。使用时，若工作人员甲准备在A点施工，但是A点施工会影响到B点的安全。工作人员甲需要到B点，放置标识物，并且比划第一手势，采集模块获取到现场图像信息和用户的手势信息，处理模块就将B点标注为关联现场信息，B点的标识物通过采集模块获取后，就是关联标识信息；同理可以将A点和A点的标识物标注为工作现场信息和现场标识信息。然后，处理模块就将工作现场信息和关联现场信息建立为关联关系。

实施例二

本实施例和实施例一的区别在于，本实施例中，所述标识物包括通讯子模块、控制器、发光部（LED灯，通过闪烁频率区分是现场标识信息还是关联标识信息）和警示牌（方便放置在地面上），所述处理模块在定义为现场标识信息或关联标识信息后，通过通讯模块将现场标识信息或关联标识信息发送至通讯子模块，通讯子模块将现场标识信息或关联标识信息发送至控制器，控制器根据现场标识信息或关联标识信息控制发光部以不同工作模式发光，通讯子模块、控制器和发光部均固定在警示牌上。控制器还用于记录通讯子模块与通讯模块的连接记录和发光部的工作模式，连接记录中包括了通讯模块的ID（方便后续追踪）和通讯时间（在关闭时需要核对的信息），在发光部处于工作模式的状态后，若存在通讯模块与通讯子模块建立通讯，则控制器生成结束请求指令，提醒模块在接收到借宿请求指令后，向外发出预设的上一次通讯时间的语音询问，并接受外界反馈信息，若反馈信息中包含正确的上一次的通讯时间，则本次的结束请求指令请求成功，控制器生成关闭发光部的指令，发光部接受到关闭指令后停止工作；若反馈信息中不含有上一次的通讯时间，则本次的结束请求指令请求失败。所述标识物还包括姿态检测模块（就是一个陀螺仪），在发光部处于工作模式的状态时，若姿态检测模块检测到自身姿态发生改变，控制器则生成警告指令，提醒模块接收到警告指令后向外发出预设的语音警告。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.用于智慧工地的智能安全帽，包括：

安全帽本体、云服务器，其特征在于，还包括：

标识物，用于放置在施工现场内；

2.根据权利要求1所述的用于智慧工地的智能安全帽，其特征在于：所述通讯模块还用于在生成提醒指令后将与该提醒指令相应的关联关系处理为报警信息，并发送至云端服务器，云端服务器用于在接收到报警信息后存储。

3.根据权利要求2所述的用于智慧工地的智能安全帽，其特征在于：所述标识物包括通讯子模块、控制器、发光部和警示牌，所述处理模块在定义为现场标识信息或关联标识信息后，通过通讯模块将现场标识信息或关联标识信息发送至通讯子模块，通讯子模块将现场标识信息或关联标识信息发送至控制器，控制器根据现场标识信息或关联标识信息控制发光部以不同工作模式发光，通讯子模块、控制器和发光部均固定在警示牌上。

4.根据权利要求3所述的用于智慧工地的智能安全帽，其特征在于：所述通讯模块为蓝牙模块，通讯模块将需要发送至云服务器的数据发送至与该蓝牙模块配对的手机终端，该手机终端将相关数据发送至云服务器。

5.根据权利要求4所述的用于智慧工地的智能安全帽，其特征在于：控制器还用于记录通讯子模块与通讯模块的连接记录和发光部的工作模式，连接记录中包括了通讯模块的ID和通讯时间，在发光部处于工作模式的状态后，若存在通讯模块与通讯子模块建立通讯，则控制器生成结束请求指令，提醒模块在接收到结束请求指令后，向外发出预设的上一次通讯时间的语音询问，并接受外界反馈信息，若反馈信息中包含正确的上一次的通讯时间，则本次的结束请求指令请求成功，控制器生成关闭发光部的指令，发光部接受到关闭指令后停止工作；若反馈信息中不含有上一次的通讯时间，则本次的结束请求指令请求失败。

6.根据权利要求5所述的用于智慧工地的智能安全帽，其特征在于：所述标识物还包括姿态检测模块，在发光部处于工作模式的状态时，若姿态检测模块检测到自身姿态发生改变，控制器则生成警告指令，提醒模块接收到警告指令后向外发出预设的语音警告。