CN104492086B - 基于语音识别的过山车安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于语音识别的过山车安全监控系统，包括计算机控制设备、多个语音识别器和多个心率检测仪，在过山车的每一个座位上安装一个语音识别器和一个心率检测仪，语音识别器用于识别对应座位上乘客的语音文字，心率检测仪用于检测对应座位上乘客的心率，计算机控制设备与多个语音识别器和多个心率检测仪分别连接，基于多个语音识别器的识别结果和多个心率检测仪的检测结果控制过山车的运行速度。通过本发明，能够根据语音识别设备和心率检测设备的综合检测结果，准确判断过山车乘客的状态，在判断出现状态不佳的情况下，能够自动采取营救措施，避免危情发生。

Description

基于语音识别的过山车安全监控系统

技术领域

本发明涉及设备监控领域，尤其涉及一种基于语音识别的过山车安全监控系统。

背景技术

过山车，英文名为Roller coaster，或又称为云霄飞车，是一种机动游乐设施，常见于游乐园和主题乐园中。拉马库斯·阿德纳·汤普森(LaMarcusAdna Thompson)是第一个注册过山车相关专利技术的人(1885年1月20日)，并曾制造过数10个过山车设施，因此被誉称为“重力之父”(Fatherof Gravity)。过山车虽然惊悚恐怖，但是基本上是非常安全的设施。

然而，过山车虽然相对安全，但由于设备维护不善、乘客状态不一等原因，还是存在一定的危险性。现有技术中，过山车管理部门为了保证过山车的安全进行，往往将安全措施放在乘客乘坐过山车之前，例如通过通告告知哪些乘客不适合坐过山车，通过安保人员对过山车的设施和乘客乘坐方式进行检查和监督，即使存在监控，也是针对过山车车体本身的，而没有对乘客的状态进行监控。

但是，一旦乘客坐上了过山车，如果中途因为身体不适想减慢过山车的速度，甚至希望马上停止过山车的运行以离开时，缺乏反馈通道，这样，只能仍受不适，继续坐下去，直到过山车到达终点。如果乘客为心脏病患者、高血压患者，或出现了脑出血等状况时，在过山车的中途是无法撤离的，这直接浪费了救援时间，导致乘客病情的扩大。

因此，需要一种新的过山车安全监控系统，能够将乘客状态监控和过山车状态监控、过山车状态控制结合在一起，并能够在出现危情时自动执行避险措施，从而避免了乘客的身心健康受到损坏，提高了过山车的安全性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于语音识别的过山车安全监控系统，引入语音识别技术和心率检测技术，为乘客提供反馈机制，保证乘客状态监控的可靠性，同时通过无线通信技术和定位技术的结合，在过山车因为乘客状态发生危情而停止时，为乘客提供最近的通道离开，提高救援的速度和效率。

根据本发明的一方面，提供了一种基于语音识别的过山车安全监控系统，所述安全监控系统包括计算机控制设备、多个语音识别器和多个心率检测仪，在过山车的每一个座位上安装一个语音识别器和一个心率检测仪，所述语音识别器用于识别对应座位上乘客的语音文字，所述心率检测仪用于检测对应座位上乘客的心率，所述计算机控制设备与所述多个语音识别器和所述多个心率检测仪分别连接，基于所述多个语音识别器的识别结果和所述多个心率检测仪的检测结果控制过山车的运行速度。

更具体地，在所述基于语音识别的过山车安全监控系统中，还包括：速度检测器，设置在过山车车体侧面，用于实时检测并输出过山车的运行速度；制动设备，设置在过山车的车体底部，接收所述计算机控制设备发送的速度控制信号，基于所述速度控制信号对过山车施加不同的制动力，以实现对过山车的运行速度的控制；电动机，设置在过山车的车体底部，为过山车提供爬坡阶段的上升动力；用户输入设备，设置在过山车的车体前端，用于根据管理人员的操作，输入基准语音识别文字，所述基准语音识别文字为管理人员在乘客上过山车之前通知过的文字；存储器，设置在过山车的车体前端，与所述用户输入设备连接，以接收并存储所述基准语音识别文字，所述存储器还存储了预定最大心率、第一座位数量阈值和第二座位数量阈值，所述第一座位数量阈值小于所述第二座位数量阈值；所述语音识别器设置在对应座位的对面车体上，包括麦克风、语音识别芯片和RS-232串行通信接口，所述麦克风用于接收对应座位上乘客发送的语音信号，所述语音识别芯片与所述麦克风连接，用于将所述语音信号转换为语音文字，所述RS-232串行通信接口与所述语音识别芯片连接，用于将所述语音文字发送出去；所述心率检测仪设置在对应座位的扶手上，为可系在乘客手腕上的手带形状，用于检测并输出对应座位上乘客的心率；所述计算机控制设备设置在过山车的车体前端，与所述速度检测器、所述制动设备、所述电动机、所述存储器、所述多个语音识别器和所述多个心率检测仪分别连接，控制所述电动机从而为过山车提供爬坡阶段的上升动力，接收所述速度检测器输出的运行速度，接收所述多个语音识别器输出的多个语音文字，接收所述多个心率检测仪输出的多个心率，并将所述多个语音文字分别与所述基准语音识别文字进行语音比较，将所述多个心率与所述预定最大心率进行心率比较，寻找语音比较结果为匹配的语音识别器所对应的座位以组成第一座位集合，寻找心率比较结果为大于所述预定最大心率的心率检测器所对应的座位以组成第二座位集合，确定所述第一座位集合和所述第二座位集合之间重合的座位，计算所述重合座位的数量，当所述重合座位的数量大于等于所述第一座位数量阈值时，根据所述重合座位的数量和所述速度检测器输出的运行速度发出不同的速度控制信号，当所述重合座位的数量大于等于所述第二座位数量阈值时，发出乘客状态报警信号；无线通信接口，设置在过山车的车体前端，与所述计算机控制设备连接，以将所述重合座位在所述过山车内的位置信息无线发送给远端的管理控制中心；紧急通道控制开关，设置在过山车的通道的侧面，通过所述无线通信接口与所述计算机控制设备无线连接，用于控制多个紧急通道的打开和关闭，在接收到所述乘客状态报警信号时，根据所述计算机控制设备转发的过山车的当前位置，打开距离过山车的当前位置最近的紧急通道；定位设备，设置在过山车的车体前端，与所述计算机控制设备连接，实时将过山车的当前位置发送给所述计算机控制设备；其中，所述制动设备在接收到乘客状态报警信号时，紧急制动过山车于停止状态。

更具体地，在所述基于语音识别的过山车安全监控系统中，还包括多个图像采集设备，分别设置在过山车的每一个座位上，用于实时采集对应座位上乘客的状态图像。

更具体地，在所述基于语音识别的过山车安全监控系统中，所述无线通信接口为WiFi无线通信接口或ZigBee无线通信接口。

更具体地，在所述基于语音识别的过山车安全监控系统中，所述电动机为直线感应电动机、水压动力轮或摩擦轮中的一种。

更具体地，在所述基于语音识别的过山车安全监控系统中，所述过山车为螺旋过山车、扭转过山车、翻转过山车、悬挂摇摆过山车中的一种。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于语音识别的过山车安全监控系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的基于语音识别的过山车安全监控系统的语音识别器的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于语音识别的过山车安全监控系统的实施方案进行详细说明。

一个基本的过山车构造中，包含了爬升、滑落、倒转，其轨道的设计不一定是一个完整的回圈，也可以设计为车体在轨道上的运行方式为来回移动。大部分过山车的每个乘坐车厢可容纳2人、4人或6人8人，这些车厢利用勾子相互连结起来，就像火车一样。

从最基本的层面来看，过山车不过是一部利用重力和惯性使列车沿蜿蜒的轨道行进的机器。一般宣称过山车的事故率约为1/2.5亿，而现实当中，真正的数字可能还更低。根据美国消费者产品安全委员会和六旗游乐园的调查显示，2001年当中搭乘过山车的死亡率约为1/15亿。这意味着：游客死于驾车前往游乐园途中的机率反而大些。

但是，毕竟过山车的维护是人工操作，游玩的乘客千差万别、状态不一，人为因素导致过山车还是存在一定的危险性。即使在出厂时进行了全面检测、多次试车，但在实际运行中，如果运营部门管理不善、维护不周，仍然会出现设备老化的问题，而且乘客在不了解自己具体身体状态的情况下乘坐了过山车，也会带来危情，这时，缺乏乘客反馈机制供乘客使用，使乘客陷于身心健康受到伤害的困境。

本发明的基于语音识别的过山车安全监控系统，为过山车乘客提供了两套状态检测设备，保证检测数据的准确性，并为乘客提供反馈通道，以自动控制过山车的运行速度，并在问题乘客过多时，紧急停止过山车的运行，打开最近的通道以供乘客离开。

图1为根据本发明实施方案示出的基于语音识别的过山车安全监控系统的结构方框图，所述监控系统包括计算机控制设备1、多个语音识别器2和多个心率检测仪3，在过山车的每一个座位上安装一个语音识别器2和一个心率检测仪3，所述语音识别器2用于识别对应座位上乘客的语音文字，所述心率检测仪3用于检测对应座位上乘客的心率，所述计算机控制设备1与所述多个语音识别器2和所述多个心率检测仪3分别连接，基于所述多个语音识别器2的识别结果和所述多个心率检测仪3的检测结果控制过山车的运行速度，其中，语音识别器2的个数为n个，心率检测仪3的个数为m个，n等于m，为大于1的自然数。

接着，继续对本发明的基于语音识别的过山车安全监控系统的具体结构进行进一步的说明。

所述安全监控系统还包括速度检测器，设置在过山车车体侧面，用于实时检测并输出过山车的运行速度。

所述安全监控系统还包括制动设备，设置在过山车的车体底部，接收所述计算机控制设备1发送的速度控制信号，基于所述速度控制信号对过山车施加不同的制动力，以实现对过山车的运行速度的控制。

所述安全监控系统还包括电动机，设置在过山车的车体底部，为过山车提供爬坡阶段的上升动力；而过山车在其他阶段的动力来自于过山车的势能转换。

所述安全监控系统还包括用户输入设备，设置在过山车的车体前端，用于根据管理人员的操作，输入基准语音识别文字，所述基准语音识别文字为管理人员在乘客上过山车之前通知过的文字，为乘客所预知的内容。

所述安全监控系统还包括存储器，设置在过山车的车体前端，与所述用户输入设备连接，以接收并存储所述基准语音识别文字，所述存储器还存储了预定最大心率、第一座位数量阈值和第二座位数量阈值，所述第一座位数量阈值小于所述第二座位数量阈值。

如图2所示，所述语音识别器2设置在对应座位的对面车体上，包括麦克风22、语音识别芯片21和RS-232串行通信接口23，所述麦克风22用于接收对应座位上乘客发送的语音信号，所述语音识别芯片21与所述麦克风22连接，用于将所述语音信号转换为语音文字，所述RS-232串行通信接口23与所述语音识别芯片21连接，用于将所述语音文字发送出去。

所述心率检测仪3设置在对应座位的扶手上，为可系在乘客手腕上的手带形状，用于检测并输出对应座位上乘客的心率。

所述计算机控制设备1设置在过山车的车体前端，与所述速度检测器、所述制动设备、所述电动机、所述存储器、所述多个语音识别器2和所述多个心率检测仪3分别连接，控制所述电动机从而为过山车提供爬坡阶段的上升动力，接收所述速度检测器输出的运行速度。

所述计算机控制设备1还接收所述多个语音识别器2输出的多个语音文字，接收所述多个心率检测仪3输出的多个心率，并将所述多个语音文字分别与所述基准语音识别文字进行语音比较，将所述多个心率与所述预定最大心率进行心率比较，寻找语音比较结果为匹配的语音识别器2所对应的座位以组成第一座位集合，寻找心率比较结果为大于所述预定最大心率的心率检测器3所对应的座位以组成第二座位集合，确定所述第一座位集合和所述第二座位集合之间重合的座位，计算所述重合座位的数量。

所述计算机控制设备1当所述重合座位的数量大于等于所述第一座位数量阈值时，根据所述重合座位的数量和所述速度检测器输出的运行速度发出不同的速度控制信号，当所述重合座位的数量大于等于所述第二座位数量阈值时，发出乘客状态报警信号。

所述安全监控系统还包括无线通信接口，设置在过山车的车体前端，与所述计算机控制设备1连接，以将所述重合座位在所述过山车内的位置信息无线发送给远端的管理控制中心。

所述安全监控系统还包括紧急通道控制开关，设置在过山车的通道的侧面，通过所述无线通信接口与所述计算机控制设备1无线连接，用于控制多个紧急通道的打开和关闭，在接收到所述乘客状态报警信号时，根据所述计算机控制设备1转发的过山车的当前位置，打开距离过山车的当前位置最近的紧急通道。

所述安全监控系统还包括定位设备，设置在过山车的车体前端，与所述计算机控制设备1连接，实时将过山车的当前位置发送给所述计算机控制设备1。

其中，所述制动设备在接收到乘客状态报警信号时，紧急制动过山车于停止状态。

其中，所述安全监控系统还可以包括多个图像采集设备，分别设置在过山车的每一个座位上，用于实时采集对应座位上乘客的状态图像，所述无线通信接口可选用为WiFi无线通信接口或ZigBee无线通信接口，所述电动机可选用为直线感应电动机、水压动力轮或摩擦轮中的一种，以及所述过山车可以为螺旋过山车、扭转过山车、翻转过山车、悬挂摇摆过山车中的一种。

另外，过山车的一般运行过程为，在刚刚开始时，过山车的小列车是依靠电动机的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就可以不需要任何装置为他提供动力了。事实上，从这时起，带动他沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是引力势能，即由势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。

第一种能，即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，他是由于物体和地球的引力相互作用而产生的。对过山车来说，他的势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当他爬升到顶峰时最大。当过山车开始下降时，他的势能就不断地减少(因为高度下降了)，但能量不会消失，而是转化成了动能，也就是运动的能量。不过，在能量的转化过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能(动能和势能)。这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘略矮一点的原因。

过山车的竖直立环是一种离心机装置，当列车接近回环时，乘客的惯性速度笔直地指向前方。但车厢一直沿轨道行进，使乘客的身体无法按直线运动。于是重力推着乘客离开车厢的地板，而惯性则将乘客向地板方向挤压。乘客本身的外向惯性产生惯性力，使乘客即使在头朝下时也能牢牢地停留在车厢的底部。当然乘客需要某种安全护具来保证自己的安全，但在大多数大回环中，无论有没有护具，乘客都会停留在车厢中。当列车沿着回环移动时，作用在乘客身上的合力在不断地变化。

在回环的最底部，因为加速度朝上，所以轨道对游客向上的支撑力要大于重力，此时游客可以感觉到超重的现象，即感觉特别沉重。当一路冲上回环时，重力则把乘客向地板的方向推。所以乘客会感到重力将您向座位方向挤压。在回环的顶部，乘客完全倒转了过来，指向地面的重力以及轨道的向下的支持力想把乘客拖出座位，但支持力和重力仅与离心力平衡，即提供运动所需的向心力，此时若是飞车的速度较小，小到所产生的离心力小于重力的话，飞车就会有掉落的危险，所以，在回环顶部的时候要求有一定的速度以保证安全。同时也是由于离心力的存在，抵消了一部分重力，于是乘客会产生失重现象，感觉身体变得极轻。等列车驶出回环，沿水平方向行进，乘客又会回到原来的重力。一旦过山车走完了它的行程，制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由气缸中气体的压力来控制的。

采用本发明的基于语音识别的过山车安全监控系统，针对现有监控系统在过山车运行过程中缺乏乘客反馈机制的技术问题，采用了语音识别技术和心率检测技术结合的方式，实时对过山车座位上的乘客进行状态检测，根据状态异常的乘客数量，控制过山车的运行速度，在紧急情况，停止过山车的运行，并能够自动打开最近通道以供乘客脱离过山车，从而避免进一步危机乘客的身心健康。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种基于语音识别的过山车安全监控系统，其特征在于，所述安全监控系统包括计算机控制设备、多个语音识别器和多个心率检测仪，在过山车的每一个座位上安装一个语音识别器和一个心率检测仪，所述语音识别器用于识别对应座位上乘客的语音文字，所述心率检测仪用于检测对应座位上乘客的心率，所述计算机控制设备与所述多个语音识别器和所述多个心率检测仪分别连接，基于所述多个语音识别器的识别结果和所述多个心率检测仪的检测结果控制过山车的运行速度；

所述安全监控系统还包括：

速度检测器，设置在过山车车体侧面，用于实时检测并输出过山车的运行速度；

制动设备，设置在过山车的车体底部，接收所述计算机控制设备发送的速度控制信号，基于所述速度控制信号对过山车施加不同的制动力，以实现对过山车的运行速度的控制；

电动机，设置在过山车的车体底部，为过山车提供爬坡阶段的上升动力；

用户输入设备，设置在过山车的车体前端，用于根据管理人员的操作，输入基准语音识别文字，所述基准语音识别文字为管理人员在乘客上过山车之前通知过的文字；

存储器，设置在过山车的车体前端，与所述用户输入设备连接，以接收并存储所述基准语音识别文字，所述存储器还存储了预定最大心率、第一座位数量阈值和第二座位数量阈值，所述第一座位数量阈值小于所述第二座位数量阈值；

所述语音识别器设置在对应座位的对面车体上，包括麦克风、语音识别芯片和RS-232串行通信接口，所述麦克风用于接收对应座位上乘客发送的语音信号，所述语音识别芯片与所述麦克风连接，用于将所述语音信号转换为语音文字，所述RS-232串行通信接口与所述语音识别芯片连接，用于将所述语音文字发送出去；

所述心率检测仪设置在对应座位的扶手上，为可系在乘客手腕上的手带形状，用于检测并输出对应座位上乘客的心率；

所述计算机控制设备设置在过山车的车体前端，与所述速度检测器、所述制动设备、所述电动机、所述存储器、所述多个语音识别器和所述多个心率检测仪分别连接，控制所述电动机从而为过山车提供爬坡阶段的上升动力，接收所述速度检测器输出的运行速度，接收所述多个语音识别器输出的多个语音文字，接收所述多个心率检测仪输出的多个心率，并将所述多个语音文字分别与所述基准语音识别文字进行语音比较，将所述多个心率与所述预定最大心率进行心率比较，寻找语音比较结果为匹配的语音识别器所对应的座位以组成第一座位集合，寻找心率比较结果为大于所述预定最大心率的心率检测器所对应的座位以组成第二座位集合，确定所述第一座位集合和所述第二座位集合之间重合的座位，计算所述重合座位的数量，当所述重合座位的数量大于等于所述第一座位数量阈值时，根据所述重合座位的数量和所述速度检测器输出的运行速度发出不同的速度控制信号，当所述重合座位的数量大于等于所述第二座位数量阈值时，发出乘客状态报警信号；

无线通信接口，设置在过山车的车体前端，与所述计算机控制设备连接，以将所述重合座位在所述过山车内的位置信息无线发送给远端的管理控制中心；

紧急通道控制开关，设置在过山车的通道的侧面，通过所述无线通信接口与所述计算机控制设备无线连接，用于控制多个紧急通道的打开和关闭，在接收到所述乘客状态报警信号时，根据所述计算机控制设备转发的过山车的当前位置，打开距离过山车的当前位置最近的紧急通道；

定位设备，设置在过山车的车体前端，与所述计算机控制设备连接，实时将过山车的当前位置发送给所述计算机控制设备；

其中，所述制动设备在接收到乘客状态报警信号时，紧急制动过山车于停止状态。