CN107807575A - 一种消防员红外定位ar显示头盔及消防指挥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种消防员红外定位AR显示头盔包括多个核心装置，通过红外探测装置、救援提醒装置和导航定位装置获取人员的位置数据，通过外部云端服务器计算分析后，将消防员和被困人员的实时位置信息显示在AR显示装置上；消防员既能透过AR显示装置看到真实场景，又能看到AR显示屏上的位置信息，帮助其快速解救被困人员；通过消防指挥系统，指挥官能够获得摄像装置传回的实时画面，以及云端服务器传输来的位置信息等数据，有助于指挥官实时了解救灾现场的情况，快速、准确地指定救援计划，并通过设置在指挥部的语音通讯模块与设置在头盔本体上的通讯模块实现通信，实时指挥消防员，从而保证救援效率。
Description
技术领域
本发明涉及消防技术领域，尤其是涉及一种消防员用的红外定位AR显示头盔以及使用该头盔的消防指挥系统。
背景技术
在各种类别的灾害中，火灾是最常见的危及人身安全、公众财产以及社会建设的主要灾害之一。2015年8月12日天津市滨海新区天津港的火灾爆炸事故，更是造成165人遇难，由此可见，火灾中的消防救援是不可忽视的问题。救灾先救人，但是目前国内的消防头盔并没有红外定位导航功能，也不能用AR显示，在火灾中难以找到被困人员，外面的指挥官也难以洞悉内部情况，难以做出有效决断。消防设备以及救援指挥存在一定的缺陷，消防员和被困人员的生命安全得不到有效的保障。
发明内容
本发明提出的一种红外定位AR显示头盔，能够帮助消防员快速发现、定位被困人员，并能够根据探测到的数据获得直观的图像，实现快速选择最佳的救援路线；本发明还提出了一种消防指挥系统，指挥官能够获得救灾现场的实时画面和相关人员的位置信息，使其能够准确、快速的指定救援计划。本发明的主要内容如下：
一种消防员红外定位AR显示头盔，包括头盔本体和设置在头盔本体之上的面罩，还包括AR显示装置、导航定位装置、红外探测装置、救援提醒装置以及摄像装置，所述AR显示装置设置在面罩的内侧，所述AR显示装置为AR显示屏，所述AR显示屏为透明材质；所述红外探测装置为红外探测器，设置在所述头盔本体的上方，用于探测救灾现场的被困人员及物体；所述导航定位装置设置在所述头盔本体的一侧且与所述红外探测装置相连，用于记录消防员的实时位置及运动状态，并根据所述红外探测装置探测到的物体信息，规划行进路线；所述救援提醒装置与所述红外探测装置相连，所述救援提醒装置设置在所述头盔本体的另一侧，用于测量由所述红外探测装置探测到的物体的距离，并可向被困人员以及其他消防员发出位置提醒；所述摄像装置设置在所述头盔本体的前端上方；其中，所述导航定位装置、所述红外探测装置以及所述救援提醒装置通过外部的云端服务器与所述AR显示装置相连。
优选的，所述AR显示屏的芯片包括OLED芯片和LCOS芯片，通过波导、全息投影或棱镜组合光学技术将显示芯片上的图像呈现在AR显示屏上，且AR显示屏能够防水、防尘、防爆。
优选的，所述导航定位装置包括GPS、陀螺仪以及速度传感器和加速度传感器。
优选的，所述救援提醒装置包括距离传感器以及蜂鸣器。
优选的，所述摄像装置包括摄像头，所述摄像头与外部云端服务器通过网络相连。
优选的，还包括通讯装置，所述通讯装置包括话筒以及音频放大器，所述通讯装置设置在所述头盔本体一侧，当消防员佩戴后，所述话筒位于消防员的嘴部，所述音频放大器通过螺旋线设置在所述头盔本体上。
优选的，还包括供电装置，所述供电装置设置在所述头盔本体的后侧，所述供电装置与所述AR显示装置、所述红外探测装置、所述导航定位装置、所述救援提醒装置相连。
本发明提出的一种消防指挥系统，包括上述所述的消防员红外定位AR显示头盔、指挥部以及云端服务器，所述指挥部与所述云端服务器相连，所述AR显示头盔通过网络与所述云端服务器相连。
优选的，所述指挥部包括显示屏以及指挥通讯模块，所述指挥部通过网络与所述消防员红外定位AR显示头盔通信，所述显示屏用于显示由所述摄像装置传送来的实时画面以及由所述云端服务器传送来的位置信息，所述指挥通讯模块用于接受消防员的汇报以及向消防员发送命令。
优选的，所述云端服务器包括中心处理器和高速缓冲存储器，用于完成数据的处理和分析。
本发明的有益效果在于：本发明提出的一种消防员红外定位AR显示头盔，包括头盔本体以及设置在头盔本体上的相关装置，通过红外探测装置以及救援提醒装置，获得被困人员以及其他物体的距离数据，然后通过导航定位装置获取消防员和被困人员以及其他物体的位置信息，将获得的各类信息通过网络传输至外部的云端服务器，经外部云端服务器计算分析后，将消防员、被困人员以及其他物体的实时位置信息在AR显示装置上显示，使消防员获得更直观的视觉效果，以快速解救被困人员；通过消防指挥系统，指挥官能够获得摄像装置传回的实时画面，以及云端服务器传输来的位置信息等数据，有助于指挥官实时了解救灾现场的情况，快速、准确地指定救援计划，统筹指挥消防员，快速传达指挥命令，保证救援效率。
附图说明
图1为本发明AR显示头盔示意图；
图2为消防指挥系统结构框图；
1-头盔本体；11-面罩；20-AR显示装置；30-导航定位装置；40-红外探测装置；50-摄像装置；60-通讯装置；61-话筒；62-音频放大器；70-供电装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。
请参照图1。本发明提出了一种消防员用的具有红外定位以及AR显示的头盔，所述头盔包括头盔本体1以及设置头盔本体1前方的面罩11，所述面罩可以通过铰接的方式设置在所述头盔本体上，所述面罩11的可以挡住消防员的眼部，所述面罩11的内侧设置有AR显示装置20，所述AR显示装置20为AR显示屏，且所述AR显示屏为透明的防水、防尘、防爆材质，在本实施例中，所述AR显示屏的芯片包括OLED芯片和LCOS芯片，通过波导、全息投影或棱镜组合光学技术将显示芯片上的图像呈现在AR显示屏上，当该AR显示头盔在不工作时，所述AR显示屏不会影响消防员的视线，即消防员可以看到与未佩戴该AR显示头盔时一样的真实场景。
所述头盔本体1的一侧设置有红外探测装置40，所述头盔本体1的上方设置有导航定位装置30，所述头盔本体的另一侧设置有救援提醒装置(图中未示出)。所述红外探测装置40为红外探测器，所述红外探测器能够探测到被困人员以及救灾现场的其他物体；所述救援提醒装置包括距离传感器和蜂鸣器，当所述红外探测器探测到人员及物体时，距离传感器测算与消防员的实时距离，当被困人员与消防员的距离小于预设距离时，所述蜂鸣器会发出警报声，以提醒被困人员和其他消防人员；所述导航定位装置30包括GPS和陀螺仪，能够获得消防员的位置信息以及移动方向，所述导航定位装置30还包括速度传感器和加速度传感器，可以准确、快速的获得消防员的移动状态；所述红外探测装置40以及所述导航定位装置30通过网络与外部的云端服务器相连，所述红外探测装置40和所述导航定位装置30将获取的数据传输至云端服务器，所述云端服务器根据光学透视式AR原理，将这些数据计算分析后，将消防员、被困人员以及其他消防员的实时位置传输至AR显示屏，消防员不仅能看到所述AR显示屏上显示消防员、被困人员的具体位置以及建筑物内部构造，还能透过AR眼镜看到外部真实的现场情况，使得消防员能快速的营救被困人员，可以与其他消防员配合实施救援，从而提高救援的效率，保证被困人员以及消防员的生命安全。
所述头盔本体1的前方上侧还设置有摄像装置50，在本实施例中，所述摄像装置50包括网络摄像头，所述摄像头能够通过网络将救灾现场的实时画面传输至外部指挥部，消防员在行进过程中，摄像头将实时画面传输至指挥部，同时传输至云端服务器；云端服务器根据基于显示屏的AR显示方案，将由红外探测装置、导航定位装置以及救援提醒装置传输的数据，与由摄像装置提供的数据进行处理，最后将处理后的图像传输至指挥部，使得指挥部能够直观地观看到救灾现场的实时情况。
所述头盔本体1的一侧还设置有通讯装置60，所述通讯装置60包括话筒61以及音频放大器62，所述话筒61通过铰接的方式设置在所述头盔本体1上，当消防员佩戴后，所述话筒位于消防员的嘴部，所述话筒61可以采用蓝牙、网络等方式工作，通过所述话筒61，消防员可以实现与指挥部以及其他消防员之间的实时通话；所述音频放大器62通过螺旋线设置在所述头盔本体1上，用于呼叫被困人员，以及当网络故障时，实现与其他消防员的通信。
所述头盔本体1的后侧设置有供电装置70，为该头盔的其他装置提供电力支持，所述供电装置70分别于AR显示装置20、红外探测装置40、导航定位装置30，以及救援提醒装置和摄像装置、通讯装置相连。
本发明还提出了一种包括上述红外定位AR显示头盔的消防指挥系统，请参照图2。本发明提出的一种消防指挥系统包括上述实施例中的头盔、云端服务器以及指挥部，所述云端服务器包括中心处理器和高速缓冲存储器，其中，所述头盔分别与云端服务器以及指挥部相连接，所述头盔内的摄像装置将救灾现场的实时画面传输至指挥部，通过所述通讯装置实现消防员与指挥部的实时通话；所述头盔内的红外定位装置、救援提醒装置以及定位导航装置将获得的相关数据传输至所述云端服务器，所述云端服务器将计算分析后，经处理后的数据传输至所述头盔的AR显示装置内，为消防员提供直观、清晰的救灾现场画面，标定被困人员、其他消防人员以及其他物体的位置距离信息；同时，所述云端服务器将所有消防员提供的数据，结合所有消防员的所述摄像装置提供的实时画面，处理分析后传输至所述指挥部，所述指挥部包括显示屏以及指挥通讯模块，实时的画面显示在所述显示屏上，指挥部可以通过显示屏快速、直观的了解救灾现场的情况，及时的指定最佳的救援指挥计划，并通过所述指挥通讯模块实现与所述头盔内的通讯装置的通信，实时向消防员发布命令，以及接受消防员的汇报，如指挥官可以根据各人员的位置信息，指挥距离被困人员最近的消防员实施救援，或者指挥消防员之间配合完成救援。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种消防员红外定位AR显示头盔，包括头盔本体和设置在头盔本体之上的面罩，其特征在于，还包括AR显示装置、导航定位装置、红外探测装置、救援提醒装置以及摄像装置，所述AR显示装置设置在面罩的内侧，所述AR显示装置为AR显示屏，所述AR显示屏为透明材质，；所述红外探测装置为红外探测器，设置在所述头盔本体的上方，用于探测救灾现场的被困人员及物体；所述导航定位装置设置在所述头盔本体的一侧且与所述红外探测装置相连，用于记录消防员的实时位置及运动状态，并根据所述红外探测装置探测到的物体信息，规划行进路线；所述救援提醒装置与所述红外探测装置相连，所述救援提醒装置设置在所述头盔本体的另一侧，用于测量由所述红外探测装置探测到的物体的距离，并可向被困人员以及其他消防员发出位置提醒；所述摄像装置设置在所述头盔本体的前端上方；其中，所述导航定位装置、所述红外探测装置以及所述救援提醒装置通过外部的云端服务器与所述AR显示装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种消防员红外定位AR显示头盔，其特征在于，所述AR显示屏的芯片包括OLED芯片和LCOS芯片，且AR显示屏能够防水、防尘、防爆。
3.根据权利要求1所述的一种消防员红外定位AR显示头盔，其特征在于，所述导航定位装置包括GPS、陀螺仪以及速度传感器和加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种消防员红外定位AR显示头盔，其特征在于，所述救援提醒装置包括距离传感器以及蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种消防员红外定位AR显示头盔，其特征在于，所述摄像装置包括摄像头，所述摄像头与外部云端服务器通过网络相连。
6.根据权利要求1所述的一种消防员红外定位AR显示头盔，其特征在于，还包括通讯装置，所述通讯装置包括话筒以及音频放大器，所述通讯装置设置在所述头盔本体一侧，当消防员佩戴后，所述话筒位于消防员的嘴部，所述音频放大器通过螺旋线设置在所述头盔本体上。
7.根据权利要求1所述的一种消防员红外定位AR显示头盔，其特征在于，还包括供电装置，所述供电装置设置在所述头盔本体后侧，所述供电装置与所述AR显示装置、所述红外探测装置、所述导航定位装置、所述救援提醒装置相连。
8.一种消防指挥系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任一所述的消防员红外定位AR显示头盔、指挥部以及云端服务器，所述指挥部与所述云端服务器相连，所述AR显示头盔通过网络与所述云端服务器相连。
9.根据权利要求8所述的一种消防指挥系统，其特征在于，所述指挥部包括显示屏以及指挥通讯模块，所述指挥部通过网络与所述消防员红外定位AR显示头盔通信，所述显示屏用于显示由所述摄像装置传送来的实时画面以及由所述云端服务器传送来的位置信息，所述指挥通讯模块用于接受消防员的汇报以及向消防员发送命令。
10.根据权利要求8所述的一种消防指挥系统，其特征在于，所述云端服务器包括中心处理器和高速缓冲存储器，用于完成数据的处理和分析。
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