CN107679380B - 一种基于身份识别的智能巡检装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于身份识别的智能巡检装置，包括安全帽和智能眼镜、电子锁、照明装置、移动电源模块以及手持终端；智能眼镜安装在安全帽上，智能眼镜与安全帽之间为可拆卸连接；电子锁设置在安全帽上；安全帽的正前方设置有放置红外成像模块的腔体，腔体内壁上安装有弹性垫片，红外成像模块凸出腔体前端；照明装置，安装安全帽上，包括照明灯H和控制电路，照明灯H与控制电路电连接，所述红外成像模块的下方设置有放置照明灯的凹槽；控制电路放置在安全帽后部的腔体内；移动电源模块，与所述红外成像模块电连接，通过安全帽内置线缆为红外成像模块和照明装置供电；手持终端，与所述电子锁无线连接，通过身份识别控制电子锁的开启。

Description

一种基于身份识别的智能巡检装置及方法

技术领域

本发明涉及电力作业管理，特别涉及一种基于身份识别的智能巡检装置及方法。

背景技术

安全帽是用来保护头顶而戴的钢制或类似原料制的浅圆顶帽子，防止冲击物伤害头部的防护用品。由帽壳、帽衬、下颊带和后箍组成。帽壳呈半球形，坚固、光滑并有一定弹性，打击物的冲击和穿刺动能主要由帽壳承受。帽壳和帽衬之间留有一定空间，可缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻对头部的直接伤害。冲击吸性性能、耐穿刺性能、侧向刚性、电绝缘性、阻燃性是对安全帽的基本技术性能的要求。安全帽无疑是一个很好的预防措施。别看安全帽平常无奇，可是，“小小安全帽，蕴藏大道理”。工程塑料安全帽光滑的表面和帽顶上一道隆起的顶筋，实际上是为了减少坠落物冲击力而特制的。帽里边连着一根扣带的网状帽箍，是安全帽的一个关键部分，它能够延迟并减少传递到头部和颈部的压力，更重要的是，它可以吸收由撞击带来的大部分能量。现有的安全帽存在智能化程度低的缺点。

中国专利公开号CN205866095，公开日2017年11日，发明创造的名称为一种带智能眼镜的安全帽，该申请案公开了一种带智能眼镜的安全帽，包括有安全帽本体和智能眼镜，所述智能眼镜安装在安全帽本体上，所述智能眼镜包括有玻璃块和电控盒，所述玻璃块内部设置有微型摄像头和近眼显示器，所述电控盒内部设置有微处理器、无线发射器和无线接收器，所述电控盒表面设置有话筒和扬声器，所述安全帽本体外表面设置有太阳能电池板和荧光条，所述安全帽本体内部设置有温度传感器和散热风扇。其不足之处在于：所设置的微型摄像头不能直接探知所检修设备的使用情况，所设置的照明灯无法根据外部环境自动调节照明亮度，智能化程度不高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的智能化程度低的问题，提供了一种基于身份识别的智能巡检装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于身份识别的智能巡检装置，包括安全帽和智能眼镜，智能眼镜安装在安全帽上；电子锁，设置在安全帽上；红外成像模块，安装在安全帽的正前方；照明装置，安装安全帽上，包括照明灯HL和控制电路，照明灯HL与控制电路电连接；移动电源模块，与所述红外成像模块电连接，通过安全帽内置线缆为红外成像模块和照明装置供电；手持终端，与所述电子锁无线连接，通过身份识别控制电子锁的开启。一种基于身份识别的智能安全巡检方法，适用于一种基于身份识别的智能巡检装置，包括：步骤1：服务器端为每个设备设置检查点，将每个检查点的标准参数，以及异常情况相应的处理方法存储在服务器数据库中；步骤2：操作者通过身份识别后取得智能安全帽使用权限；步骤3：操作者通过红外成像模块与智能眼镜的结合，获取检查点现有参数，并与标准参数进行对比，判断是否异常；步骤4：如果出现异常信息，将异常信息上传至服务器，服务器通过分析对比，给出异常状况对应的处理方法，并将异常信息记录在案；步骤5：操作者根据所给出的处理方法进行操作，解除异常状态；步骤6：自动寻路单元根据操作者所处位置自动规划巡检路径；操作者按照所规划巡检路径进行下一站巡检。

本发明中，操作者通过指纹验证或是输入正确密码才可取得智能安全帽的使用权限，控制单元对电子锁解锁，电子锁解锁后操作者才能使用智能巡检装置，毕竟智能巡检装置集成了智能眼镜和红外成像模块，成本较高，如此设置可以实现更好的管理。自动寻路单元可根据操作者所处的位置自动规划巡检路径，实现智能化巡检。红外热成像模块运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步检测出温度值。在巡检过程中，有利于巡检人员及时获取测试点的温度情况。通过与智能眼镜的结合，能够实时、直观的传输和可视化的展示巡检设备的实时运行数据，从而为巡检人员对现场设备的检修和综合状况评估可靠依据。

作为优选，所述手持终端，包括：控制单元，与所述电子锁无线连接，控制电子锁的开启；显示单元，与控制单元连接，显示路线信息、身份信息，进行密码输入；自动寻路单元，与控制单元连接，内置自动规划巡检路径的导航芯片；身份识别单元，与控制单元连接，通过指纹识别或密码输入确定是否具有使用权限；安全报警单元，与控制单元连接，采集环境信息传输至控制单元。

本发明中，安全报警单元检测到安全帽周围的障碍物距离和电场电压，将所检测的数据传输至控制单元，当障碍物距离小于设定的对应阈值，或是电场电压大于设定的对应阈值时，安全报警单元发出报警命令，提醒操作者，保障操作者的安全。

作为优选，所述控制电路包括二极管VD1和二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、晶闸管VS、电阻R1、电阻R2、光敏电阻R3、电容C、氖管N、二极管VD5以及滑动电阻器RP；所述照明灯HL的第一端与移动电源模块连接，照明灯HL的第二端与二极管VD2的正极、二极管VD4的负极连接，二极管VD2的负极与二极管VD1的负极、晶闸管VS的阳极、电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端与滑动电阻器RP的第一端、电阻R2的第一端连接，电阻器RP1的第二端与二极管VD5的负极、氖管N的第一端、电容C的第一端连接，二极管VD5的正极与电阻R2的第二端、光敏电阻R3的第一端连接，光敏电阻R3的第二端与电容C的第二端、晶闸管VS的阴极、二极管VD3的正极以及二极管VD4的正极连接，氖管N的第二端与闸管VS1的门极连接，二极管VD3的负极与二极管VD1的正极连接并接地。

本发明中，控制电路为灯光亮度自动调节电路，这一电路能根据外界光线的强弱来自动调节灯光亮度，巡检人员佩戴安全帽巡检的过程中，可根据周围环境的光照强度，自动调节照明灯的亮度。

作为优选，所述智能眼镜与安全帽之间为可拆卸连接，所述智能眼镜为微软Hololens眼镜，所述移动电源模块配套有将移动电源模块固定在佩戴者腰部或是手臂上的安装带。

作为优选，所述安全帽的正前方设置有放置红外成像模块的腔体，腔体内壁上安装有弹性垫片，红外成像模块凸出腔体前端；所述红外成像模块的下方设置有放置照明灯的凹槽；所述安全帽的后端设置有放置控制电路的腔体。

作为优选，所述处理方法包括根据标准化电气动作设计的预设动作，每个预设动作设置有动作开始节点、动作调节节点和动作结束节点。

作为优选，所述预设动作包括三个动作调节节点。

作为优选，所述预设动作根据操作对象规格不同，先将动作开始节点和动作结束节点匹配至操作动作的开始位置和结束位置，第一动作调节节点匹配至操作路径的中间位置，第二动作调节节点匹配至动作开始节点和第一动作调节节点之间，第三动作调节节点匹配至第一动作调节节点和动作结束节点之间。

本发明中，所设计的预设动作对于不同规格的操作对象，都能够自动匹配出操作路径。

作为优选，所述预设动作与操作者手势进行匹配，操作者按照预设动作的指引完成操作，再根据操作者的动作完成情况，给出下一步动作提示。

本发明的实质性效果：本装置在虚拟增强现实眼镜的基础上，增加了电力设备巡视特需的红外热成像功能，将智能眼镜、红外热成像、安全帽三者有机结合，（1）实现了智能眼镜的权限管理，只有具有使用权限的人员才能使用智能眼镜，（2）可根据操作者的位置，自动规划巡检路径，（3）具有动作指引功能和安全报警功能，（4）实现了根据周围环境自动调节照明灯亮度的功能。由此解放了巡视人员的双手，使其在巡视作业时更专注于巡视中的技术分析。

附图说明

图1为本发明的一种外形图；

图2为本发明的一种控制电路；

图3为本发明的一种手持终端的结构框图。

图中，0-电子锁，1-控制单元，2-显示单元，3-自动寻路单元，4-身份识别单元，5-安全报警单元。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

一种基于身份识别的智能巡检装置，如图1所示，包括安全帽和智能眼镜、电子锁、照明装置、移动电源模块以及手持终端；智能眼镜安装在安全帽上，智能眼镜与安全帽之间为可拆卸连接；电子锁设置在安全帽上；安全帽的正前方设置有放置红外成像模块的腔体，腔体内壁上安装有弹性垫片，红外成像模块凸出腔体前端；照明装置，安装安全帽上，包括照明灯HL和控制电路，照明灯HL与控制电路电连接，所述红外成像模块的下方设置有放置照明灯的凹槽；控制电路放置在安全帽后部的腔体内；移动电源模块，与所述红外成像模块电连接，通过安全帽内置线缆为红外成像模块和照明装置供电；手持终端，与所述电子锁无线连接，通过身份识别控制电子锁的开启。

所述控制电路，如图2所示，包括二极管VD1和二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、晶闸管VS、电阻R1、电阻R2、光敏电阻R3、电容C、氖管N、二极管VD5以及滑动电阻器RP；所述照明灯HL的第一端与移动电源模块连接，照明灯HL的第二端与二极管VD2的正极、二极管VD4的负极连接，二极管VD2的负极与二极管VD1的负极、晶闸管VS的阳极、电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端与滑动电阻器RP的第一端、电阻R2的第一端连接，电阻器RP1的第二端与二极管VD5的负极、氖管N的第一端、电容C的第一端连接，二极管VD5的正极与电阻R2的第二端、光敏电阻R3的第一端连接，光敏电阻R3的第二端与电容C的第二端、晶闸管VS的阴极、二极管VD3的正极以及二极管VD4的正极连接，氖管N的第二端与闸管VS1的门极连接，二极管VD3的负极与二极管VD1的正极连接并接地。

电路中，晶闸管VS和二极管VD1~VD4组成全波相控电路，用氖管N作为晶闸管VS的触发管。220V交流电通过照明灯HL加到二极管VD1~VD4桥式整流电路中，整流后的单向脉冲直流电压加到晶闸管VS阳极和阴极之间，VS1导通与截止受控制极上的电压控制。整流后的电路还加到各电阻和电容C上，直流电压通过电阻R1和滑动电阻器RP对电容C进行充电，电容C上充到的电压通过氖管N加到晶闸管VS控制极上，当电容C上电压上升到一定程度时，氖管N启动，将电压加到晶闸管VS控制极上，使晶闸管VS导通，照明灯HL点亮。电容C上平均电压大小决定了晶闸管VS交流电一个周期内平均导通时间长短，从而决定了照明灯HL的亮度。当外界亮度高时，光敏电阻器R3阻值小，电容C的充电电压低，晶闸管VS平均导通时间短，照明灯HL灯光就暗。当外界亮度低时，光敏电阻器R3阻值大，电容C的充电电压高，晶闸管VS平均导通时间长，照明灯HL就亮。由于光敏电阻器R3的阻值是随外界光线强弱自动变化的，所以照明灯HL的亮度也是受外界光线强弱自动控制的。调节滑动电阻器RP阻值可以改变对电容C的充电时间常数，即改变晶闸管VS的导通角，调节照明灯HL的亮度。

一种基于身份识别的智能安全巡检方法，适用于一种基于身份识别的智能巡检装置，包括：

步骤1：服务器端为每个设备设置有检查点，将每个检查点的标准参数，以及异常情况相应的处理方法存储在服务器数据库中；

步骤2：操作者通过身份识别后取得智能安全帽使用权限；

步骤3：操作者通过红外成像模块与智能眼镜的结合，获取检查点现有参数，并与标准参数进行对比，判断是否异常；

步骤4：如果出现异常信息，将异常信息上传至服务器，服务器通过分析对比，给出异常状况对应的处理方法，并将异常信息记录在案；

步骤5：操作者根据所给出的处理方法进行操作，解除异常状态；

所述处理方法包括根据标准化电气动作设计的预设动作，每个预设动作设置有动作开始节点、三个动作调节节点和动作结束节点，所述预设动作根据操作对象规格不同，先将动作开始节点和动作结束节点匹配至操作动作的开始位置和结束位置，第一动作调节节点匹配至操作路径的中间位置，第二动作调节节点匹配至动作开始节点和第一动作调节节点之间，第三动作调节节点匹配至第一动作调节节点和动作结束节点之间，所述预设动作与操作者手势进行匹配，操作者按照预设动作的指引完成操作，再根据操作者的动作完成情况，给出下一步动作提示；

步骤6：自动寻路单元根据操作者所处位置自动规划巡检路径；操作者按照所规划巡检路径进行下一站巡检。

手持终端，如图3所示，包括：控制单元1，与所述电子锁0无线连接，控制电子锁0的开启；显示单元2，与控制单元1连接，显示路线信息、身份信息，进行密码输入；自动寻路单元3，与控制单元1连接，内置自动规划巡检路径的导航芯片；身份识别单元4，与控制单元1连接，通过指纹识别或密码输入确定是否具有使用权限；安全报警单元5，与控制单元1连接，采集环境信息传输至控制单元1。

首先，操作者需要通过身份识别单元4的身份验证，取得智能安全帽的使用权限，控制单元1开启电子锁0，操作者才能正常使用佩戴智能安全帽。佩戴智能安全帽进行巡检时，自动寻路单元3根据操作者的位置自动规划巡检路径，并显示在显示单元2上，安全报警单元5通过检测周围障碍物的距离，周围电厂电压的分布情况，判断操作者所处的周围环境是否安全，如果操作者所处的环境具有安全隐患，安全报警单元5则发出报警信号。

以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (7)

1.一种基于身份识别的智能安全巡检方法，包括一种基于身份识别的智能巡检装置，所述一种基于身份识别的智能巡检装置包括有：

保护巡检人员人身安全的安全帽；

智能眼镜，智能眼镜安装在安全帽上；

电子锁，设置在安全帽上；

红外成像模块，安装在安全帽的正前方；

照明装置，安装安全帽上，包括照明灯HL和控制电路，照明灯HL与控制电路电连接；

移动电源模块，与所述红外成像模块电连接，通过安全帽内置线缆为红外成像模块和照明装置供电；

手持终端，与所述电子锁无线连接，通过身份识别控制电子锁的开启；

其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：服务器端为每个设备设置检查点，将每个检查点的标准参数，以及异常情况相应的处理方法存储在服务器数据库中；

步骤2：操作者通过身份识别后取得智能安全帽使用权限；

步骤3：操作者通过红外成像模块与智能眼镜的结合，获取检查点现有参数，并与标准参数进行对比，判断是否异常；

步骤4：如果出现异常信息，将异常信息上传至服务器，服务器通过分析对比，给出异常状况对应的处理方法，并将异常信息记录在案；

步骤5：操作者根据所给出的处理方法进行操作，解除异常状态；

步骤6：自动寻路单元根据操作者所处位置自动规划巡检路径；操作者按照所规划巡检路径进行下一站巡检；

所述处理方法包括根据标准化电气动作设计的预设动作，每个预设动作设置有动作开始节点、动作调节节点和动作结束节点；

所述预设动作与操作者手势进行匹配，操作者按照预设动作的指引完成操作，再根据操作者的动作完成情况，给出下一步动作提示。

2.根据权利要求1所述一种基于身份识别的智能安全巡检方法，其特征在于，所述预设动作包括三个动作调节节点。

3.根据权利要求2所述一种基于身份识别的智能安全巡检方法，其特征在于，所述预设动作根据操作对象规格不同，先将动作开始节点和动作结束节点匹配至操作动作的开始位置和结束位置，第一动作调节节点匹配至操作路径的中间位置，第二动作调节节点匹配至动作开始节点和第一动作调节节点之间，第三动作调节节点匹配至第一动作调节节点和动作结束节点之间。

4.根据权利要求1所述一种基于身份识别的智能巡检装置，其特征在于，所述手持终端，包括：

控制单元，与所述电子锁无线连接，控制电子锁的开启；

显示单元，与控制单元连接，显示路线信息、身份信息，进行密码输入；

自动寻路单元，与控制单元连接，内置自动规划巡检路径的导航芯片；

身份识别单元，与控制单元连接，通过指纹识别或密码输入确定使用权限；

安全报警单元，与控制单元连接，采集环境信息传输至控制单元。

5.根据权利要求1所述一种基于身份识别的智能巡检装置，其特征在于，所述控制电路包括二极管VD1和二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、晶闸管VS1、电阻R1、电阻R2、光敏电阻R3、电容C、氖管N、二极管VD5以及滑动电阻器RP1；

所述照明灯HL的第一端与移动电源模块连接，照明灯HL的第二端与二极管VD2的正极、二极管VD4的负极连接，二极管VD2的负极与二极管VD1的负极、晶闸管VS的阳极、电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端与滑动电阻器RP的第一端、电阻R2的第一端连接，滑动电阻器RP的第二端与二极管VD5的负极、氖管N的第一端、电容C的第一端连接，二极管VD5的正极与电阻R2的第二端、光敏电阻R3的第一端连接，光敏电阻R3的第二端与电容C的第二端、晶闸管VS1的阴极、二极管VD3的正极以及二极管VD4的正极连接，氖管N的第二端与闸管VS1的门极连接，二极管VD3的负极与二极管VD1的正极连接并接地。

6.根据权利要求1所述一种基于身份识别的智能巡检装置，其特征在于，所述智能眼镜与安全帽之间为可拆卸连接，所述智能眼镜为微软Hololens眼镜，所述移动电源模块配套有将移动电源模块固定在佩戴者腰部或是手臂上的安装带。

7.根据权利要求1所述一种基于身份识别的智能巡检装置，其特征在于，所述安全帽的正前方设置有放置红外成像模块的腔体，腔体内壁上安装有弹性垫片，红外成像模块凸出腔体前端；所述红外成像模块的下方设置有放置照明灯的凹槽；所述安全帽的后端设置有放置控制电路的腔体。

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