[發明專利]一種基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置

在審

• 申請號: 201710509654.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107300398A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 毛俊;韓浩江;周敏;吳昊;倪斌;徐旭東;王婧;吳曉軍
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;上海服澤能源科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01C21/00;G01C21/16;G01S5/02;H04B1/3827;H04W4/02;H04W4/04;H04W64/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 蔡海淳

1.一種基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，包括巡檢人員佩戴的標準安全頭盔，其特征是：

在標準安全頭盔的內部頂端，設置智能頭盔控制模塊，所述的智能頭盔控制模塊至少包括CPU系統，電源系統，紅外測溫電路，聲音檢測電路、環境溫/濕度檢測電路、氧氣含量檢測電路和視頻接口電路；

在標準安全頭盔的外部，設置數個傳感器和一個無線WIFI通信天線；

其中，所述的CPU系統采用多線程結構，在μC/OS-Ⅱ內核上為通信、測量、信號分析和處理等任務分別設計獨立的任務，任務間通過信號和共享內存的方式交換數據，各線程協同工作完成數據的采集、緩沖存儲和通信發送等任務；

所述的智能頭盔控制模塊，采用機器視覺、慣性運動測量和WIFI定位技術，實現在具有復雜結構的變配電站室內進行精確定位，精確跟蹤作業人員的運動軌跡和避免作業人員到達錯誤的工作位置執行作業任務。

2.按照權利要求1所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的數個傳感器包括紅外測溫傳感器，聲音檢測傳感器、環境溫/濕度檢測電路和氧氣含量檢測電路。

3.按照權利要求1所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的智能頭盔控制模塊，在變配電站室內無線WIFI環境中，把采集的信息發送到位于集控室監控機中的巡檢作業集中監視和控制軟件，并在數據庫中進行存儲和顯示，同時在手表中顯示采集參數信息。

4.按照權利要求1所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的智能頭盔控制模塊，在變配電站室內無線WIFI環境中，實現以WIFI無線網絡為基礎的室內定位功能。

5.按照權利要求4所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的智能頭盔控制模塊，采用WIFI無線網絡為基礎的室內定位功能，采用機器視覺、慣性運動測量和WIFI定位技術，實現在具有復雜結構的室內進行精確定位，用于精確跟蹤作業人員的運動軌跡和避免作業人員到達錯誤的工作位置執行作業任務。

6.按照權利要求5所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的智能頭盔控制模塊，包括視頻定位分析單元，WIFI定位單元，慣性定位單元和定位數據融合單元；

所述的視頻定位分析單元包括首先從外部的攝像頭獲取視頻數據流并轉換為視頻圖像存儲在內部緩沖區，然后從圖像數據中提取重要的幾何學、形態學和SIFT特征，并與圖像識別單元根據圖像特征與預先存儲的圖像及特征進行匹配，在當和預先定義的某一個或多個圖像匹配度高時，將根據運動中的視覺原理測量出攝像頭到外部特征圖像的距離和方位，并在連續多數據幀中進行修正以獲得較高的精度；

所述的WIFI定位單元基于內部存儲的指紋特征庫和所獲得的外部節點信息和信號強度，計算出WIFI節點在全局空間坐標系中的位置；

所述的慣性定位單元以傳感器測量的三維運動速度、加速度和角度位置為基礎，估算智能頭盔所在位置在指定時間內的運動距離增量和方向；

所述的定位數據融合單元把通過圖像系統、WIFI定位單元、慣性定位系統各自測量的絕對位置和位置增量變化進行綜合，得到優于各個獨立系統的定位結果。

7.按照權利要求6所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的預先存儲的圖像從遠程服務端提前傳輸過來。

8.按照權利要求1所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的智能頭盔，采用位置指紋定位模式，通過比較定位所需的信號特征指紋信息獲取目標位置。

9.按照權利要求8所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的位置指紋定位分成兩個階段：離線階段與在線階段；

在離線階段中，每棟建筑都建立一個位置指紋數據庫；所述位置指紋數據庫是一系列校準樣點的集合，這些校準樣點是由建筑內不同的位置點，以及每個位置上采集到可見AP的RSS向量構成；

在線階段時，位置指紋數據庫中的校準樣點就用于計算用戶最有可能出現的位置，得出最終定位。

10.按照權利要求3所述的基于WIFI通信同時支持定位和數據傳輸的電力巡檢裝置，其特征是所述的變配電站室內無線WIFI環境，通過設置在變配電站室內的、相隔50M間隔安裝設置的多個2.4G無線模塊來構建和實現。