[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110330175.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113034847B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖志波;蔣磊;宋廳;謝燮林;王磊;袁旭;司馬波勇;萬杲;陳凱;李樂心;胡釗;鐘小雁;張?jiān)倜?/a>;趙興龍;黃燦
• 申請（專利權(quán)）人: 華能湖南岳陽發(fā)電有限責(zé)任公司
• 主分類號: G08B21/02
• 分類號: G08B21/02;G08B21/14;G08B21/16;G08B25/01;G08B25/10;H04W4/02;H04W4/029
• 代理公司: 長沙市標(biāo)致專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43218
• 代理人: 蔣佳玉

1.一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測方法，其特征在于，使用定位基站實(shí)現(xiàn)對智能安全帽的定位，包括如下步驟：

第一步，建立世界坐標(biāo)系：

將目標(biāo)區(qū)域抽象為長方體模型，進(jìn)行三維建模并構(gòu)建坐標(biāo)系，將定位基站安裝在長方體模型的頂點(diǎn)上，并規(guī)定其中任意的一個頂點(diǎn)為世界坐標(biāo)系的原點(diǎn)；

第二步，獲取智能安全帽與各定位基站的距離，根據(jù)智能安全帽與各定位基站的距離計(jì)算出智能安全帽在第一步所建立的坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值；

第三步，根據(jù)智能安全帽在兩個不同時刻的絕對坐標(biāo)值計(jì)算出智能安全帽在兩個不同時刻的間隔時間內(nèi)的三維合成移動速度和三維合成加速度；

在第一步中，所述目標(biāo)區(qū)域?yàn)榘l(fā)電廠的實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場，將實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場的不同工作區(qū)劃分為不同的三維坐標(biāo)區(qū)間，并以此為根據(jù)采用SLAM技術(shù)構(gòu)建出虛擬地圖，虛擬地圖上實(shí)時可視化標(biāo)注智能安全帽當(dāng)前的位置信息；

使用智能安全帽與世界坐標(biāo)系配合實(shí)現(xiàn)人員的安全監(jiān)測功能，包括如下步驟：

步驟一、建立安全帽坐標(biāo)系

選取智能安全帽帽沿作為基準(zhǔn)面，由智能安全帽上的通訊模塊,確定坐標(biāo)軸和原點(diǎn)，建立一個坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系稱為安全帽坐標(biāo)系；綜合世界坐標(biāo)系和安全帽坐標(biāo)系，規(guī)定兩個坐標(biāo)系中對應(yīng)的某條軸的夾角φ的取值范圍；

步驟二、姿態(tài)信息判定

根據(jù)檢測到的智能安全帽的三維合成移動速度、三維合成加速度及夾角φ的數(shù)值，判定作業(yè)人員的實(shí)際作業(yè)情況；

在步驟一中，智能安全帽上的通訊模塊分為UWB超寬帶主通訊模塊和UWB超寬帶副通訊模塊，并將UWB超寬帶主通訊模塊和UWB超寬帶副通訊模塊所確定直線作為X軸,并以UWB超寬帶主通訊模塊為原點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測方法，其特征在于，在第三步中預(yù)先設(shè)定智能安全帽的三維合成移動速度和三維合成加速度的閾值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測方法，其特征在于：所述定位基站為8個，分別設(shè)置于長方體模型的8個頂點(diǎn)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測方法，其特征在于：所述姿態(tài)信息判定包括下列情況：

a)當(dāng)檢測到φ超出取值范圍時視為智能安全帽姿態(tài)異常，即視為人員姿態(tài)異常；

b)若檢測到智能安全帽的三維合成移動速度為0，并且采集不到工作人員體溫、心率、血壓信息，則判定為作業(yè)人員違規(guī)脫下安全帽；

c) 若監(jiān)測到工作人員姿態(tài)異常，并且智能安全帽三維合成移動速度為0，并保持時間T1以上，則判定為工作人員倒地并進(jìn)行預(yù)警，此時若作業(yè)人員體溫、心率、血壓異常，并且在T2時間內(nèi)無預(yù)警回復(fù)，進(jìn)一步判定為作業(yè)人員昏迷或者死亡；其中T1與T2為預(yù)先設(shè)定的時間；

d) 若智能安全帽的三維合成移動速度和三維合成加速度均大于規(guī)定的閾值,則判定作業(yè)人員高處墜落。

5.一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，包括智能安全帽、定位基站、安全監(jiān)理工作站及智能安全管理模塊；所述的智能安全帽用于收集信息，并與定位基站及安全監(jiān)理工作站通訊；所述定位基站用于接收智能安全帽發(fā)射出的超寬帶信號，并解析后得出與智能安全帽的絕對距離信息；所述安全監(jiān)理工作站包括服務(wù)器，用于實(shí)時指揮作業(yè)人員作業(yè)、接收作業(yè)現(xiàn)場畫面和顯示智能安全帽返回的定位信息、作業(yè)環(huán)境信息和作業(yè)人員生命體特征信息；并做出安全判斷和預(yù)警；所述智能安全管理模塊用于實(shí)現(xiàn)對智能安全帽的定位功能，以及對人員的安全監(jiān)測功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述智能安全帽包括安全帽本體，安全帽本體上設(shè)置有生命體特征監(jiān)測模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊、通訊模塊、語音攝像模塊和充放電管理模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述智能安全帽中的通訊模塊包括UWB超寬帶主通訊模塊和UWB超寬帶副通訊模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用于火電廠巡檢作業(yè)的智能安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述UWB超寬帶主通訊模塊和UWB超寬帶副通訊模塊在安全帽本體上左右對稱設(shè)置。