CN108830964A - 用于冶金厂房的多功能ar巡检设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于冶金厂房的多功能AR巡检设备，涉及冶金领域。多功能AR巡检设备包括安全头盔、系统处理设备、AR护目镜及电池。安全头盔用于佩戴在人员头部。系统处理设备通过第二连接组件与系统处理设备实现前后滑动连接，用于对AR护目镜传来的瞬时数据进行分析处理，再回传给AR护目镜。AR护目镜包括保护眼睛的护目镜和固定于其上的AR组件，AR组件通过数据线与所述系统处理设备连接，在安全检测过程中进行拍照、录像，以实时记录存档，进而保障佩戴人员安全管理工作的高效性，通过AR组件为人员进行AR成像，向佩戴人员展示需要检查的内容并提示每一步骤的具体操作，从而避免漏检，提高了检查效率和准确率。

Description

用于冶金厂房的多功能AR巡检设备

技术领域

本申请涉及冶金领域，特别是涉及一种用于冶金厂房的多功能AR巡检设备。

背景技术

安全生产法规定生产经营单位进行爆破、吊装等危险作业，应当安排专门人员进行现场安全管理，确保操作规程的遵守和安全措施的落实。下面以冶金厂房为例加以说明：

冶金厂房属于安全生产法规定的典型涉猎范围，而目前所应用设备先进性较低，尤其在专门安全管理人员进行安全检查方面：检查的内容根据检查表的每项指示进行；检查过程中对设备的操作需要依靠专门人员的经验；在检查过程中如遇到现场人员无法解决的问题，大多通过无线通信向场外人员进行语音描述以需求指示，或请求场外人员亲临支援；检查环节的记录要通过安全管理人员例行检查后填写的检查日志来得知；若发生事故，对相关的责任追究只能通过作业现场监控来得知专门人员是否例行安全管理工作。

由此，在检查过程中存在容易出现漏检、检查效率低，人员对设备仪器操作不当等问题；而且对于专门人员是否规范完成安全管理工作不能进行有效的监督，相关检查情况不能得到可信的记录。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于冶金厂房的多功能AR巡检设备，包括：

安全头盔，用于佩戴在人员头部，以在安全检测过程中为佩戴人员提供头部的保护；

系统处理设备，用于对AR护目镜传来的瞬时数据进行分析处理，再回传给AR护目镜，所述系统处理设备通过第一连接组件与所述安全头盔实现上下滑动连接，所述第一连接组件设置在所述安全头盔及所述系统处理设备之间；

AR护目镜，通过第二连接组件与所述系统处理设备实现前后滑动连接，所述第二连接组件设置在所述AR护目镜与所述系统处理设备之间，所述AR护目镜包括护目镜和AR组件，所述护目镜用于佩戴在人员的脸部，以在安全检测过程中为佩戴人员提供眼睛的保护，所述AR组件固定于所述护目镜的一镜腿处，通过数据线与所述系统处理设备连接，在安全检测过程中进行拍照、录像和/或为所述人员进行AR成像，以指导所述人员检查工作；和

电池，安装在所述系统处理设备处，以为所述系统处理设备和所述AR护目镜供电；

其中，所述安全头盔、所述系统处理设备及所述AR护目镜为分体结构。

可选地，所述系统处理设备包括：

头部跟踪器，用于获取头部位置信息；

场景生成器，用于根据接收所述头部位置信息，生成虚拟图像；

视频图像叠加器，用于将接收所述AR组件拍摄的图像及所述场景生成器生产的虚拟图像进行融合，形成融合图像，发送给所述AR组件；和

语音识别模块，以使得佩戴人员无需用手操作，直接通过语音与所述系统处理设备端进行交互操作，启动各类功能。

可选地，所述系统处理设备中靠近人耳附近设有微型音箱，以向佩戴人员传递操作信息。

可选地，所述系统处理设备内安装有通信芯片，用于呼叫场外人员。

可选地，所述系统处理设备内安装有UWB定位芯片，用于向厂房内安装的基站发送信号，进行实时定位。

可选地，所述第一连接组件包括卡勾扣和卡勾条，所述卡勾扣设置在所述安全头盔处，所述卡勾条设置在所述系统处理设备处，所述卡勾扣与所述卡勾条相配合以调节所述系统处理设备相对所述安全头盔的上下位置。

可选地，所述第二连接组件包括凸块及凹槽，所述凸块设置在所述系统处理设备外表面处，所述凹槽设置在所述AR护目镜的镜腿处并贯通其前后表面，所述凸块与所述凹槽相配合以调节AR护目镜相对所述系统处理设备的前后位置。

可选地，所述AR组件固定在所述护目镜右侧的镜腿处，通过所述第二连接组件可对所述AR组件进行前后和上下的微调，以保证视角的舒适度。

可选地，所述AR组件包括显示屏及摄像头，所述显示屏设置于所述护目镜的一镜片前端，用于增强现实，所述显示屏的外侧设置所述摄像头，以佩戴人员的视角捕捉场景的信息。

可选地，所述系统处理设备中安装所述电池的结构为双层封闭结构，通过所述双层封闭结构保护电池。

本申请的用于冶金厂房的多功能AR巡检设备，采用了分体的安全头盔、系统处理设备及AR护目镜的结构，通过安全头盔保护佩戴人员的头部，通过护目镜保护佩戴人员的眼睛，以适应冶金作业需要。通过系统处理设备及AR组件进行AR成像，可以向佩戴人员展示需要检查的内容并提示每一步骤的具体操作，从而避免漏检，提高了检查效率和准确率。通过AR组件以佩戴人员第一视角进行拍照或录像，实时记录存档，以此来保障佩戴人员安全管理工作的高效性。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的用于冶金厂房的多功能AR巡检设备的示意性分解图；

图2是图1所示第一连接组件的示意性分解图；

图3是本申请一个实施例的系统处理设备的示意性结构图；

图4是本申请一个实施例的双层封闭结构的示意性结构图。

图中各符号表示含义如下：

100多功能AR巡检设备，

10安全头盔，

20系统处理设备，

21头部跟踪器，22场景生成器，23视频图像叠加器，24语音识别模块，25微型音箱，26通信芯片，27 UWB定位芯片，

30 AR护目镜，

31护目镜，32 AR组件，321摄像头，322显示屏，

40第一连接组件，41卡勾扣，42卡勾条，

50第二连接组件，51凸块，52凹槽，

60双层封闭结构，61内层结构，62外层结构。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的用于冶金厂房的多功能AR巡检设备的示意性分解图。本实施例提供了一种用于冶金厂房的多功能AR巡检设备100，一般性可包括：安全头盔10、系统处理设备20、AR护目镜30及电池(图中未绘出)。安全头盔10用于佩戴在人员头部，以在安全检测过程中为佩戴人员提供头部的保护。本实施例中，安全头盔10为普通头盔。系统处理设备20用于对AR护目镜30传来的瞬时数据进行分析处理，再回传给AR护目镜30，所述系统处理设备20通过第一连接组件40与所述安全头盔10实现上下滑动连接，所述第一连接组件40设置在所述安全头盔10及所述系统处理设备20之间。具体实施时，系统处理设备20可为U型结构，可穿戴在人员的后颈处，系统处理设备20的两端可越过穿戴人员的耳部。第一连接组件40可布置在安全头盔10及系统处理设备20对应人员耳部的位置。AR护目镜30通过第二连接组件50与所述系统处理设备20实现前后滑动连接，所述第二连接组件50设置在所述AR护目镜30与所述系统处理设备20之间。具体实施时，第二连接组件50可布置在安全头盔10及系统处理设备20对应人员耳部的位置。所述AR护目镜30包括护目镜21和AR组件32，所述护目镜21用于佩戴在人员的脸部，以在安全检测过程中为佩戴人员提供眼睛的保护，所述AR组件32固定于所述护目镜21的一镜腿处，通过数据线与所述系统处理设备20连接，在安全检测过程中进行拍照、录像和/或为所述人员进行AR成像，以指导所述人员检查工作。电池安装在所述系统处理设备20处，以为所述系统处理设备20和所述AR护目镜30供电。其中，所述安全头盔10、所述系统处理设备20及所述AR护目镜30为分体结构。

使用时，将安全头盔10佩戴在人员头部，通过第一连接组件40将系统处理设备20安装在安全头盔10上并调整位置，通过第二连接组件50将AR护目镜30安装在系统处理设备20上并调整位置。穿戴好多功能AR巡检设备100后，打开电源，佩戴人员到达指定巡检位置，通过AR组件32向佩戴人员展示需要检查的内容并提示每一步骤的具体操作，指引佩戴人员完成相关巡检工作，通过AR组件32以佩戴人员第一视角进行拍照或录像，实时记录存档。

本申请的用于冶金厂房的多功能AR巡检设备100，采用了分体的安全头盔10、系统处理设备20及AR护目镜30的结构，通过安全头盔10保护佩戴人员的头部，保障人员操作安全，通过护目镜21保护佩戴人员的眼睛，以适应冶金作业需要。通过系统处理设备20及AR组件32进行AR成像，可以向佩戴人员展示需要检查的内容并提示每一步骤的具体操作，指导人员检查工作，从而避免漏检，提高了检查效率和准确率。通过AR组件32以佩戴人员第一视角进行拍照或录像，实时记录存档，以此来保障佩戴人员安全管理工作的高效性。

此外，本申请用于冶金厂房的多功能AR巡检设备100，由于采用分体式结构，使得方便携带多功能AR巡检设备100，通过第一连接组件40以上下滑动的方式将系统处理设备20安装或拆卸于安全头盔10，不必摘掉安全头盔10便可实现系统处理设备20的装卸，因此本申请设备安装方便快捷。

此外，本申请通过第二连接组件50以前后滑动的形式将AR护目镜30安装在系统处理设备20上，通过调整护目镜21相对于系统处理设备20的位置来调整AR组件32的位置，使得调整简便，且节省调整时间。

此外，由于冶金厂房的安全巡查检查项目多，场地复杂，人员需要佩戴设备的时间较长。而本申请的AR护目镜30与系统处理设备20采用分体设计，并将电池放置在系统处理设备20处，能够选择容量大的电池，使得电池的续航时间得到保障，以满足冶金厂房安全巡检的时长要求。

此外，本申请用于冶金厂房的多功能AR巡检设备100中的安全头盔10、系统处理设备20及AR护目镜30三者能够组合使用。而且由于它们采用分体连接的结构，还可以摘掉AR护目镜30独立使用，具体通过系统处理设备20运行语音识别与定位功能，为不需要增强现实装置的操作减少不必要的负担。

图3是本申请一个实施例的系统处理设备的示意性结构图。本实施例中，所述系统处理设备20包括：头部跟踪器21、场景生成器22、视频图像叠加器23及语音识别模块24。头部跟踪器21用于获取头部位置信息。场景生成器22用于根据接收所述头部位置信息，生成虚拟图像。视频图像叠加器23用于将接收所述AR组件32拍摄的图像及所述场景生成器22生产的虚拟图像进行融合，形成融合图像，发送给所述AR组件32，通过AR组件32显示融合图像。语音识别模块24以使得佩戴人员无需用手操作，直接通过语音与所述系统处理设备20端进行交互操作，启动各类功能，从而解放佩戴人员的双手。本实施例中，所述AR组件32包括显示屏322及摄像头321。所述显示屏322设置于所述护目镜21的一镜片前端，用于增强现实。所述显示屏322的外侧设置所述摄像头321，以佩戴人员的视角捕捉场景的信息，使得用于冶金厂房的多功能AR巡检设备100能够以人眼视角进行图像视频捕捉，更真实记录人员的工作过程和现场情况。优选地，摄像头321可以采用高清摄像头。

本实施例，通过，摄像头321获得真实场景的视频图像，并将该视频图像传输给视频图像叠加器23。通过头部跟踪器21获取佩戴人员的头部位置信息，场景生成器22根据头部位置信息生成虚拟图像。视频图像叠加器23根据接收到的视频图像及虚拟图像形成融合图像，并将该融合图像发送至AR组件32的显示屏322，通过显示屏322展示该融合图像，产生虚实结合的感觉。

参见图3，本实施例中，所述系统处理设备20中靠近人耳附近设有微型音箱25，以向佩戴人员传递操作信息。由此增加了本申请的应用场景，如在未与AR护目镜30相连接的情况下，也可启用为无显示屏322模式，通过语音对操作人员进行语音指导。

参见图3，本实施例中，所述系统处理设备20内安装有通信芯片26，用于呼叫场外人员，可以随时获得场外人员的帮助。

参见图3，本实施例中，所述系统处理设备20内安装有UWB定位芯片27，用于向厂房内安装的基站发送信号，进行实时定位。本实施例中由于采用了UWB定位芯片27，其信号具有抗干扰性能强，传输速率高等特点，能够在复杂得作业环境中保证较为高精度的定位水平，提高了人员定位信息精度，故而可以进一步保障冶金生产中安全工作的落实，有利于减少生产作业中事故的发生。此外，通过该UWB定位芯片27将摄像机采集的视频图像数据实时上传备案，便于管理。此外，本实施例与语音识别模块24一起扩大了本申请的应用场景，例如在摘掉AR护目镜30，依然可以运行语音识别与定位功能，为不需要增强现实装置的操作减少不必要的负担。

图2是图1所示第一连接组件40的示意性分解图。优选地，本实施例中，所述第一连接组件40包括卡勾扣41和卡勾条42，所述卡勾扣41设置在所述安全头盔10处，所述卡勾条42设置在所述系统处理设备20处，通过所述卡勾扣41与所述卡勾条42相配合以调节所述系统处理设备20相对所述安全头盔10的上下位置。使用时，将卡勾条42插入卡勾扣41，调节卡勾条42相对卡勾扣41的位置，即可进行上下滑动式调节。

如图1所示，优选地，所述第二连接组件50包括凸块51及凹槽52，所述凸块51设置在所述系统处理设备20外表面处，所述凹槽52设置在所述AR护目镜30的镜腿处并贯通其前后表面，所述凸块51与所述凹槽52相配合以调节AR护目镜30相对所述系统处理设备20的前后位置。使用时，将镜腿处的凹槽52对准凸块51，即可进行前后滑动式调节。

如图1所示，优选地，所述AR组件32固定在所述护目镜21右侧的镜腿处，所述凸块51的数量为多个，并且上下排列，通过调整凹槽52与凸块51的位置，可对所述AR组件32进行前后和上下的微调，以保证视角的舒适度。

发明人在实现本发明的过程中发现，冶金厂房内环境复杂，经常伴随高温、高尘等情况，会导致一般的通讯电子设备不能正常使用或损坏等情况的发生。因此对设备的要求不仅要能够在高温高尘等复杂作业环境下正常工作，并且能够较为高效准确的对数据信息进行记录传输。

图4是本申请一个实施例的双层封闭结构的示意性结构图。为了解决上述问题，本实施例中，所述系统处理设备20中安装所述电池的结构为内外双层的封闭结构，通过所述双层封闭结构60保护电池。具体实施时，内层结构61可以是硅胶结构以防止隔离外界高温及灰尘的进入，外层结构62为支撑结构以保护电池。从而使得本申请的用于冶金厂房的多功能AR巡检设备100的防高温防尘防摔性能良好，能够在复杂的作业场所保持正常运行。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于冶金厂房的多功能AR巡检设备，其特征在于，包括：

安全头盔，用于佩戴在人员头部，以在安全检测过程中为佩戴人员提供头部的保护；

系统处理设备，用于对AR护目镜传来的瞬时数据进行分析处理，再回传给AR护目镜，所述系统处理设备通过第一连接组件与所述安全头盔实现上下滑动连接，所述第一连接组件设置在所述安全头盔及所述系统处理设备之间；

AR护目镜，通过第二连接组件与所述系统处理设备实现前后滑动连接，所述第二连接组件设置在所述AR护目镜与所述系统处理设备之间，所述AR护目镜包括护目镜和AR组件，所述护目镜用于佩戴在人员的脸部，以在安全检测过程中为佩戴人员提供眼睛的保护，所述AR组件固定于所述护目镜的一镜腿处，通过数据线与所述系统处理设备连接，在安全检测过程中进行拍照、录像和/或为所述人员进行AR成像，以指导所述人员检查工作；和

电池，安装在所述系统处理设备处，以为所述系统处理设备和所述AR护目镜供电；

其中，所述安全头盔、所述系统处理设备及所述AR护目镜为分体结构。

2.根据权利要求1所述的AR巡检设备，其特征在于，所述系统处理设备包括：

头部跟踪器，用于获取头部位置信息；

场景生成器，用于根据接收所述头部位置信息，生成虚拟图像；

视频图像叠加器，用于将接收所述AR组件拍摄的图像及所述场景生成器生产的虚拟图像进行融合，形成融合图像，发送给所述AR组件；和

语音识别模块，以使得佩戴人员无需用手操作，直接通过语音与所述系统处理设备端进行交互操作，启动各类功能。

3.根据权利要求1所述的AR巡检设备，其特征在于，所述系统处理设备中靠近人耳附近设有微型音箱，以向佩戴人员传递操作信息。

4.根据权利要求1所述的AR巡检设备，其特征在于，所述系统处理设备内安装有通信芯片，用于呼叫场外人员。

5.根据权利要求1所述的AR巡检设备，其特征在于，所述系统处理设备内安装有UWB定位芯片，用于向厂房内安装的基站发送信号，进行实时定位。

6.根据权利要求1所述的AR巡检设备，其特征在于，所述第一连接组件包括卡勾扣和卡勾条，所述卡勾扣设置在所述安全头盔处，所述卡勾条设置在所述系统处理设备处，所述卡勾扣与所述卡勾条相配合以调节所述系统处理设备相对所述安全头盔的上下位置。

7.根据权利要求1所述的AR巡检设备，其特征在于，所述第二连接组件包括凸块及凹槽，所述凸块设置在所述系统处理设备外表面处，所述凹槽设置在所述AR护目镜的镜腿处并贯通其前后表面，所述凸块与所述凹槽相配合以调节AR护目镜相对所述系统处理设备的前后位置。

8.根据权利要求7所述的AR巡检设备，其特征在于，所述AR组件固定在所述护目镜右侧的镜腿处，通过所述第二连接组件可对所述AR组件进行前后和上下的微调，以保证视角的舒适度。

9.根据权利要求1所述的AR巡检设备，其特征在于，所述AR组件包括显示屏及摄像头，所述显示屏设置于所述护目镜的一镜片前端，用于增强现实，所述显示屏的外侧设置所述摄像头，以佩戴人员的视角捕捉场景的信息。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的AR巡检设备，其特征在于，所述系统处理设备中安装所述电池的结构为双层封闭结构，通过所述双层封闭结构保护电池。