[發(fā)明專利]一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011298480.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112493605A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯和平;岳陽;李旭東;徐卓飛;顧儼祺
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: A42B3/04
• 分類號: A42B3/04;A42B3/20;A42B3/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 戴媛

1.一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，包括頭盔殼體(1)，所述頭盔殼體(1)一側(cè)設(shè)置有紅外攝像模塊(2)，所述頭盔殼體(1)設(shè)置有防火面罩(6)，所述防火面罩(6)上設(shè)置有顯示模塊(7)，所述頭盔殼體(1)的內(nèi)腔頂部設(shè)置有控制模塊(3)，所述頭盔殼體(1)外側(cè)沿其周向均勻設(shè)置有至少4個聲音收集模塊(5)，所述頭盔殼體(1)位于耳邊的兩側(cè)設(shè)置有至少兩個語音提示設(shè)備(4)；

所述存儲模塊(10)、定位模塊(11)、通信模塊(9)和路徑規(guī)劃模塊(12)均位于頭盔殼體(1)頂部；

所述紅外攝像模塊(2)、語音提示設(shè)備(4)、聲音收集模塊(5)、顯示模塊(7)、存儲模塊(10)、定位模塊(11)、通信模塊(9)和路徑規(guī)劃模塊(12)分別與控制模塊(3)相連；所述通信模塊(9)分別與消防指揮中心相連。

2.如權(quán)利要求1所述的一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，所述紅外攝像模塊(2)包括高清紅外攝像機(jī)；

通過深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)對收集到的紅外圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，對火焰溫度、是否有受困人員、墻體是否有裂縫倒塌風(fēng)險、災(zāi)后是否有復(fù)燃風(fēng)險以及火勢蔓延方向進(jìn)行預(yù)測，獲得高精度預(yù)測模型；并將標(biāo)識后的火焰溫度、是否有受困人員、墻體是否有裂縫倒塌風(fēng)險、災(zāi)后是否有復(fù)燃風(fēng)險以及火勢蔓延方向發(fā)送至顯示模塊(7)和語音提示設(shè)備(4)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，所述紅外圖像數(shù)據(jù)集包含人員、墻體、火焰的圖像。

4.如權(quán)利要求2所述的一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，所述聲音收集模塊(5)包括麥克風(fēng)；

所述聲音收集模塊(5)采集聲音，并進(jìn)行預(yù)處理；采用聲音識別模型識別人員呼救聲、危險品爆炸聲；采用相位變換算法計(jì)算每個聲音收集模塊(5)聲音到達(dá)的時間差值，結(jié)合其幾何位置得到聲源位置估計(jì)值；將所述聲源位置估計(jì)值和聲音種類信號發(fā)送至控制模塊(3)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，所述聲音識別模型為MFCC聲紋識別算法，具體為：

步驟a、將聲音信號通過高通濾波器預(yù)加重；

步驟b、對預(yù)加重后的聲音信號進(jìn)行傅里葉變換，進(jìn)行分幀；

步驟c、對分幀后的聲音信號加漢明窗；

步驟d、對加窗后的各幀聲音信號進(jìn)行N點(diǎn)傅里葉變換，得到各幀的頻譜；

步驟e、采用離散余弦變換去相關(guān)并降維，保留得到的倒頻譜系數(shù)。

6.如權(quán)利要求1所述的一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，所述存儲模塊(10)包括大容量高速TF卡，用于存儲建筑物的電子圖、掃描圖、語音包和紅外圖像，供定位模塊(11)和語音提示設(shè)備(4)調(diào)用；

所述定位模塊(11)包括相連接的北斗導(dǎo)航模塊和加速度計(jì)，用于獲取消防員、待救人員和危險信息的具體實(shí)際坐標(biāo)；

所述通信模塊(9)包括無線通信，用于傳輸火災(zāi)現(xiàn)場視頻和語音信息。

7.如權(quán)利要求1所述的一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，所述路徑規(guī)劃模塊(12)根據(jù)定位模塊(11)獲取坐標(biāo)信號，判斷消防員周邊是否有待救人員或危險信息，將獲取的信息輸入控制模塊(3)，根據(jù)消防員自身位置，給出待救人員、危險源及出入口的具體方位，得到路徑信號。

8.如權(quán)利要求1所述的一種規(guī)劃路徑的智能消防頭盔，其特征在于，所述控制模塊(3)包括Kendryte K210芯片和ARM芯片，將紅外攝像模塊(2)處理后的視頻信息、聲音收集模塊(5)處理后的聲音信息、定位模塊(11)處理后的建筑物結(jié)構(gòu)圖和消防員的語音信息通過通信模塊(9)上傳至消防指揮中心，消防指揮中心通過通信模塊(9)給消防員下達(dá)指令。