[發明專利]用于惡劣塵霧環境的智能實時圖像去霧頭盔及其使用方法

在審

• 申請號: 202210435447.6
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114903246A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 艾欣;張佳;白永強;張鎮;陳杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A42B3/04
• 分類號: A42B3/04;A42B3/30;G06T5/00;G06T5/20;G06T5/40
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發明提出了一種用于惡劣塵霧環境的智能實時圖像去霧頭盔及其使用方法，能夠實現在惡劣塵霧環境中將圖像進行實時去塵去霧處理。通過對采集視頻信息中的圖像進行處理，能夠實現在惡劣塵霧環境中將圖像進行實時去塵去霧處理，給身處惡劣塵霧環境中的人群提供工作和生活上的便利，提高視覺可見度，保障生存幾率，維護穩定安全的工作生存環境。同時以低功耗、綠色環保為核心，促進人機協同發展，實現頭盔智能化，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及頭盔及圖像處理技術領域，具體涉及一種用于惡劣塵霧環境的智能實時圖像去霧頭盔及其使用方法。

背景技術

在人們的日常工作和出行中，往往會受到惡劣塵霧環境的困擾，如采石場工人和處于濃霧地區的普通人群。采石場環境中含有大量浮塵，當工人需要進行切割石塊等高精度操作時容易受傷。另外，近年來很多地區持續存在霧霾天氣，導致交通事故頻發，非機動車車主和行人尤其危險。

現有的頭盔以保護腦部安全的功能為主，而面對該惡劣環境束手無策，無法從視野清晰度方面解決問題，保障人們的安全。其他的一些智能頭盔，安裝了攝像頭、話筒、無線通信等模塊，但未完成利用頭盔本體所帶計算設備進行實時處理圖像的功能。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種用于惡劣塵霧環境的智能實時圖像去霧頭盔及其使用方法，能夠實現在惡劣塵霧環境中將圖像進行實時去塵去霧處理。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

本發明一種用于惡劣塵霧環境的智能實時圖像去霧頭盔，包括智能頭盔本體和智能設備客戶端，所述智能頭盔本體包括采集模塊、處理模塊、通信模塊、顯示模塊以及供電模塊；所述智能設備客戶端用于管理智能頭盔、配對智能頭盔、記錄智能頭盔的位置信息、調節顯示圖像的參數以及設置用戶的緊急聯系人；

其中，采集模塊包括可見光攝像頭、GPS定位模塊、慣性測量單元以及觸摸板，其中可見光攝像頭固定在頭盔外殼上正前方處，用于采集當前環境下視頻信息；GPS定位模塊和慣性測量單元固定在頭盔外殼與頭盔內層夾層處，分別用于采集頭盔當前位置和姿態角及加速度；觸摸板固定在頭盔外殼左邊緣，用于采集使用者的觸控信息；

處理模塊固定在頭盔外殼與頭盔內層中間，用于獲取當前環境下視頻信息，通過基于一體化除霧網絡的去霧算法恢復無塵霧圖像，接收智能設備客戶端的參數信息，調整圖像的參數；

通信模塊固定在頭盔外殼與頭盔內層中間，連接處理模塊，用于將采集模塊采集到的信息發送到智能設備客戶端，智能設備客戶端將增加、修改后的信息回傳至處理模塊；

顯示模塊固定在頭盔本體上，用于顯示當前環境中的真實圖像經過處理模塊運算后的無塵霧圖像；

供電模塊固定在頭盔外殼上，為采集模塊、處理模塊和顯示模塊提供能源。

其中，所述一體化除霧網絡的去霧算法為改進后的AODNet去霧算法，包含五個卷積層、三個連接層、直方圖均衡化灰度變換法和拉普拉斯算子濾波器。

其中，智能設備客戶端含有藍牙串口通信模塊，用于接收處理模塊發送的數據信息，發送數據到處理模塊上；含有存儲功能，記錄頭盔實時位置；含有發送提醒功能，當慣性測量單元采集到的數據發生突變時，智能設備客戶端將發送短信給緊急聯系人。

其中，所述處理模塊通過通信模塊連接的智能設備客戶端發送危險信號；智能設備客戶端收到危險信號后，發送帶有GPS定位信息的短信給用戶的緊急聯系人。

本發明的一種用于惡劣塵霧環境的智能實時圖像去霧頭盔的使用方法，使用如本發明所述的頭盔，包括以下具體步驟：

步驟1：訓練基于改進AODNet去霧算法，網絡的訓練集為公開數據集及志愿者運用相同的拍攝方式在相同地點收集的200張霧霾塵天氣與晴天圖片；獲取的圖像通過五個卷積層、三個連接層、直方圖均衡化灰度變換法和拉普拉斯算子濾波器處理后得到去霧圖像；