[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于WIFI通信同時(shí)支持定位和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏ρ矙z裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710509654.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107300398A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛俊;韓浩江;周敏;吳昊;倪斌;徐旭東;王婧;吳曉軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司;上海服澤能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 分類(lèi)號(hào): 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(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31230
• 代理人: 蔡海淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于便攜式工具領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電力巡檢的巡檢裝置。

背景技術(shù)

變電站是各級(jí)電網(wǎng)的核心控制樞紐，站內(nèi)電氣設(shè)備需要進(jìn)行定期檢查。

目前，前電力巡檢系統(tǒng)中，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的工作環(huán)境狀態(tài)沒(méi)有完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整個(gè)巡檢過(guò)程中，工作人員的位置、視頻、聲音、氣體濃度沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，無(wú)法保證人工工作質(zhì)量及工作人員的安全狀態(tài)。

并且，現(xiàn)在電力系統(tǒng)人工檢測(cè)的工作方式仍然為文字記錄，而在很多情況下，電力系統(tǒng)的問(wèn)題復(fù)雜多變，沒(méi)有圖像等輔助信息很容易產(chǎn)生問(wèn)題描述的偏差，在這樣的情況下，很難將系統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)行多部門(mén)信息共享，促使問(wèn)題局限化，一定程度下造成工作效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于WIFI通信同時(shí)支持定位和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏ρ矙z裝置。其結(jié)合目前電力系統(tǒng)中安全帽進(jìn)行硬件、軟件及定位算法的設(shè)計(jì)，結(jié)合可穿戴設(shè)備與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)分布式采集數(shù)據(jù)、分布式傳輸結(jié)構(gòu)、人員定位、路線規(guī)劃功能。針對(duì)變電站人工巡檢方式中的弊端，結(jié)合目前變電站的應(yīng)用需求，很大程度上提高了人工檢測(cè)場(chǎng)景中的可靠性和安全性，人員定位精度小于1米，并課形成巡檢軌跡；同時(shí)在電網(wǎng)內(nèi)部巡檢管理方面可提供大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供1.一種基于WIFI通信同時(shí)支持定位和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏ρ矙z裝置，包括巡檢人員佩戴的標(biāo)準(zhǔn)安全頭盔，其特征是：

在標(biāo)準(zhǔn)安全頭盔的內(nèi)部頂端，設(shè)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(tǒng)，電源系統(tǒng)，紅外測(cè)溫電路，聲音檢測(cè)電路、環(huán)境溫/濕度檢測(cè)電路、氧氣含量檢測(cè)電路和視頻接口電路；

在標(biāo)準(zhǔn)安全頭盔的外部，設(shè)置數(shù)個(gè)傳感器和一個(gè)無(wú)線WIFI通信天線；

其中，所述的CPU系統(tǒng)采用多線程結(jié)構(gòu)，在μC/OS-Ⅱ內(nèi)核上為通信、測(cè)量、信號(hào)分析和處理等任務(wù)分別設(shè)計(jì)獨(dú)立的任務(wù)，任務(wù)間通過(guò)信號(hào)和共享內(nèi)存的方式交換數(shù)據(jù)，各線程協(xié)同工作完成數(shù)據(jù)的采集、緩沖存儲(chǔ)和通信發(fā)送等任務(wù)；

所述的智能頭盔控制模塊，采用機(jī)器視覺(jué)、慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量和WIFI定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的變配電站室內(nèi)進(jìn)行精確定位，精確跟蹤作業(yè)人員的運(yùn)動(dòng)軌跡和避免作業(yè)人員到達(dá)錯(cuò)誤的工作位置執(zhí)行作業(yè)任務(wù)。

具體的，所述的數(shù)個(gè)傳感器包括紅外測(cè)溫傳感器，聲音檢測(cè)傳感器、環(huán)境溫/濕度檢測(cè)電路和氧氣含量檢測(cè)電路。

具體的，所述的智能頭盔控制模塊，在變配電站室內(nèi)無(wú)線WIFI環(huán)境中，把采集的信息發(fā)送到位于集控室監(jiān)控機(jī)中的巡檢作業(yè)集中監(jiān)視和控制軟件，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，同時(shí)在手表中顯示采集參數(shù)信息。

進(jìn)一步的，所述的智能頭盔控制模塊，在變配電站室內(nèi)無(wú)線WIFI環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)以WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的室內(nèi)定位功能。

進(jìn)一步的，所述的智能頭盔控制模塊，采用WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的室內(nèi)定位功能，采用機(jī)器視覺(jué)、慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量和WIFI定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的室內(nèi)進(jìn)行精確定位，用于精確跟蹤作業(yè)人員的運(yùn)動(dòng)軌跡和避免作業(yè)人員到達(dá)錯(cuò)誤的工作位置執(zhí)行作業(yè)任務(wù)。

更進(jìn)一步的，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)流并轉(zhuǎn)換為視頻圖像存儲(chǔ)在內(nèi)部緩沖區(qū)，然后從圖像數(shù)據(jù)中提取重要的幾何學(xué)、形態(tài)學(xué)和SIFT特征，并與圖像識(shí)別單元根據(jù)圖像特征與預(yù)先存儲(chǔ)的圖像及特征進(jìn)行匹配，在當(dāng)和預(yù)先定義的某一個(gè)或多個(gè)圖像匹配度高時(shí)，將根據(jù)運(yùn)動(dòng)中的視覺(jué)原理測(cè)量出攝像頭到外部特征圖像的距離和方位，并在連續(xù)多數(shù)據(jù)幀中進(jìn)行修正以獲得較高的精度；

所述的WIFI定位單元基于內(nèi)部存儲(chǔ)的指紋特征庫(kù)和所獲得的外部節(jié)點(diǎn)信息和信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出WIFI節(jié)點(diǎn)在全局空間坐標(biāo)系中的位置；

所述的慣性定位單元以傳感器測(cè)量的三維運(yùn)動(dòng)速度、加速度和角度位置為基礎(chǔ)，估算智能頭盔所在位置在指定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離增量和方向；

所述的定位數(shù)據(jù)融合單元把通過(guò)圖像系統(tǒng)、WIFI定位單元、慣性定位系統(tǒng)各自測(cè)量的絕對(duì)位置和位置增量變化進(jìn)行綜合，得到優(yōu)于各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的定位結(jié)果。

其所述的預(yù)先存儲(chǔ)的圖像從遠(yuǎn)程服務(wù)端提前傳輸過(guò)來(lái)。

在本技術(shù)方案中，所述的智能頭盔，采用位置指紋定位模式，通過(guò)比較定位所需的信號(hào)特征指紋信息獲取目標(biāo)位置。

其所述的位置指紋定位分成兩個(gè)階段：離線階段與在線階段；