CN110150784A - 一种智能应急救援头盔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能应急救援头盔，包括：头盔本体内设置有微处理器；所述微处理器分别电连接有：生命特征测量模块、MR显示模块、MESH自组网模块、环境信息测量模块、双目摄像头、照明模块、精准卫星定位模块、惯性传感器和陀螺仪传感器，当搜救环境内没有无线网络时，通过MESH自组网模块产生局部的无线网络，通过无线网络与指挥中心和其他救援人员进行无线通信；将双目摄像头拍摄的视频发送至微处理器后，计算出物体与救援人员之间的距离，将该距离发送至MR显示模块显示。本发明使得救援人员能够通过该无线网络及时与指挥中心和其他救援人员进行联系，同时，能够快速显示救援人员与物体之间的距离，以便及时的做出下一步的救援行动。

Description

一种智能应急救援头盔

技术领域

本发明涉及消防救援技术领域，尤其涉及的是一种智能应急救援头盔。

背景技术

消防救援现场的突发情况随时威胁消防救援人员的人身安全，全球每年发生众多的消防救援人员伤亡事故，加强消防救援人员的个人防护对现场作业尤为重要。在现场作业中，若能实时获取现场环境信息和消防救援人员自身信息，则消防救援人员即能对潜在危险做出及时有效的判断，避免自身的伤亡事故。消防救援人员也能根据现场信息，作出及时有效的决策，优化调度现场作业，更好的指令消防战斗员；在保障消防救援人员自身安全的前提下，使其尽可能在作业现场中挽救生命和保全财产。而头盔作为救援人员的必要装备之一，是救援人员在消防救援任务中的一个非常重要的装备。

消防头盔由盔壳、面罩、披肩、缓冲层等部分组成，半盔式设计、款式新颖，具备防尖锐物品冲击、防腐蚀、防热辐射、反光、绝缘、轻便等性能，头盔内可佩戴空气呼吸器和无线通讯系统，有明显的反光标志。

现有技术中的救援头盔，通常情况下都是通过外界的无线网络与指挥中心和其他救援人员进行联系，由于在野外消防环境下，其无线网络非常差，甚至是没有无线网络，这样就影响救援人员与指挥中心和其他救援人员的联系，同时，现有技术中的救援头盔不能及时的测量到当前环境下物体与救援人员之间的距离，影响救援人员的下一步行动。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能应急救援头盔，通过MESH自组网模块产生局部的无线网络，使得救援人员能够通过该无线网络及时与指挥中心和其他救援人员进行联系，同时，通过双目摄像头能够救援人员快速的知道救援人员与物体之间的距离，以便及时的做出下一步的救援行动。

本发明的技术方案如下：

一种智能应急救援头盔，其包括：

头盔本体；

所述头盔本体内设置有微处理器；

所述微处理器分别电连接有：

生命特征测量模块，所述生命特征测量模块用于测量救援人员的生命特征信息；

MR显示模块，所述MR显示模块用于显示图像及文字信息；

MESH自组网模块，所述MESH自组网模块用于产生局部的无线网络；

环境信息测量模块，所述环境信息测量模块用于搜救被困者及测量环境信息；

双目摄像头，所述双目摄像头用于拍摄搜救环境内的视频；

照明模块，所述照明模块用于搜救时提供光源；

精准卫星定位模块，所述精准卫星定位模块用于确定救援人员在搜救环境中的具体位置信息；

惯性传感器，所述惯性传感器用于采集救援人员的位移和高度信息；

陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于采集救援人员的方向和姿态信息；

当搜救环境内没有无线网络时，通过MESH自组网模块产生局部的无线网络，通过所述无线网络与指挥中心和其他救援人员进行无线通信；

将所述双目摄像头拍摄的视频发送至微处理器后，计算出当前图片中的物体与救援人员之间的距离，将该距离发送至MR显示模块显示。

优选地，所述生命特征测量模块包括：

心率传感器，所述心率传感器用于测量救援人员的心率和血压数据；

体温传感器，所述体温传感器用于测量救援人员的体温数据。

优选地，所述环境信息测量模块包括：

红外热成像仪，所述红外热成像仪用于得到黑暗环境下的火源及是否有被困者的信息；

温湿度传感器，所述温湿度传感器用于测量搜救环境中的温湿度数据；

气压传感器，所述气压传感器用于测量搜救环境中的气压数据；

有害气体传感器，所述有害气体传感器用于测量搜救环境中的有害气体数据。

优选地，所述微处理器还电连接有语言模块，所述语言模块用于救援人员与指挥中心和其他救援人员进行通话。

优选地，所述微处理器还电连接有存储模块，所述存储模块用于存储双目摄像头拍摄到的视频数据、生命特征测量模块检测到的救援人员生命特征数据和环境信息测量模块检测到的环境信息。

优选地，所述微处理器还电连接有报警模块，所述报警模块用于对救援人员进行预警；

当温湿度传感器、气压传感器或有害气体传感器检测到的数据大于预设在微处理器的数据时，所述报警模块对救援人员发出报警。

优选地，所述MESH自组网模块电连接有一天线。

优选地，所述微处理器还电连接有呼救器，所述呼救器用于向指挥中心和其他救援人员发出呼救信息。

优选地，所述微处理器还电连接有电源模块，所述电源模块为锂电池。

优选地，所述微处理器为ARM处理器，所述ARM处理器的型号为三星公司的四核Cortex-A9 Exynos4412处理器。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本发明所提供的智能应急救援头盔，能够在没有通信网络的环境下，通过MESH自组网模块产生局部的无线网络，使得救援人员能够通过该无线网络及时与指挥中心和其他救援人员进行联系，同时，通过双目摄像头能够救援人员快速的知道救援人员与物体之间的距离，以便及时的做出下一步的救援行动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中的智能应急救援头盔较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明中的智能应急救援头盔较佳实施例中的显示机构的结构示意图。

图3是本发明中的智能应急救援头盔较佳实施例中的圆形支撑板的第一展开图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示，本发明较佳实施例提供的一种智能应急救援头盔，其包括：头盔本体10；所述头盔本体10内设置有微处理器101；所述微处理器101分别电连接有：生命特征测量模块102，所述生命特征测量模块102用于测量救援人员的生命特征信息；MR显示模块103，所述MR显示模块103用于显示图像及文字信息；MESH自组网模块104，所述MESH自组网模块104用于产生局部的无线网络；环境信息测量模块105，所述环境信息测量模块105用于搜救被困者及测量环境信息；双目摄像头106，所述双目摄像头106用于拍摄搜救环境内的视频；照明模块107，所述照明模块107用于搜救时提供光源；精准卫星定位模块108，所述精准卫星定位模块108用于确定救援人员在搜救环境中的具体位置信息；惯性传感器109，所述惯性传感器109用于采集救援人员的位移和高度信息；陀螺仪传感器110，所述陀螺仪传感器110用于采集救援人员的方向和姿态信息；当搜救环境内没有无线网络时，通过MESH自组网模块104产生局部的无线网络，通过所述无线网络与指挥中心和其他救援人员进行无线通信；将所述双目摄像头106拍摄的视频发送至微处理器101后，计算出当前图片中的物体与救援人员之间的距离，将该距离发送至MR显示模块103显示。

该智能应急救援头盔可以用于各种消防救援，比如森林消防救援等，救援人员佩戴该智能应急救援头盔时可以与指挥中心和其他的消防人员进行通信。当然由于在森林野外，用于通信的信号网络比较差甚至是没有通信网络，那么通过MESH自组网模块104可以产生一个局部网络，该网络可以使得救援人员与指挥中心和其他的消防人员进行快速的通信，使用非常方便。

当然，所述头盔本体10具有抗冲击、阻燃等作用。

双目摄像头106的测距原理包括：相机标定、双目校正、双目匹配和计算深度信息。

相机标定：摄像头由于光学透镜的特性使得成像存在着径向畸变，可由三个参数k1、k2和k3确定；由于装配方面的误差，传感器与光学镜头之间并非完全平行，因此成像存在切向畸变，可由两个参数p1、p2确定。单个摄像头的定标主要是计算出摄像头的内参(焦距f和成像原点cx、cV、五个畸变参数(一般只需要计算出k1、k2、p1、p2，对于鱼眼镜头等径向畸变特别大的才需要计算k3)以及外参(标定物的世界坐标)。而双目摄像头定标不仅要得出每个摄像头的内部参数，还需要通过标定来测量两个摄像头之间的相对位置(即右摄像头相对于左摄像头的旋转矩阵R、平移向量t)。

双目校正：双目校正是根据摄像头定标后获得的单目内参数据(焦距、成像原点、畸变系数)和双目相对位置关系(旋转矩阵和平移向量)，分别对左右视图进行消除畸变和行对准，使得左右视图的成像原点坐标一致、两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐。这样一幅图像上任意一点与其在另一幅图像上的对应点就必然具有相同的行号，只需在该行进行一维搜索即可匹配到对应点。

双目匹配：双目匹配的作用是把同一场景在左右视图上对应的像点匹配起来，这样做的目的是为了得到视差图。双目匹配被普遍认为是立体视觉中最困难也是最关键的问题。得到视差数据，通过上述原理中的公式就可以很容易的计算出深度信息。

MR即混合虚拟现实，它是虚拟现实VR和扩增实境AR的结合体。MR显示就是综合利用多个图像传感器对现实环境进行图像的采集、物体的定位和相对位置的跟踪，然后利用计算机图像成像系统在现实场景里叠加计算机生成的3D影像或动画，最终通过USB或HDMI等连接线在屏幕上对合成后的图像进行显示进行显示。

如图2所示，本发明进一步较佳实施例中，所述生命特征测量模块102包括：心率传感器1021，所述心率传感器1021用于测量救援人员的心率和血压数据；体温传感器1022，所述体温传感器1022用于测量救援人员的体温数据。

如图3所示，本发明进一步较佳实施例中，所述环境信息测量模块105包括：红外热成像仪1051，所述红外热成像仪1051用于得到黑暗环境下的火源及是否有被困者的信息；温湿度传感器1052，所述温湿度传感器1052用于测量搜救环境中的温湿度数据；气压传感器1053，所述气压传感器1053用于测量搜救环境中的气压数据；有害气体传感器1054，所述有害气体传感器1054用于测量搜救环境中的有害气体数据。

本发明进一步较佳实施例中，所述微处理器101还电连接有语言模块110，所述语言模块110用于救援人员与指挥中心和其他救援人员进行通话。

本发明进一步较佳实施例中，所述微处理器101还电连接有存储模块111，所述存储模块111用于存储双目摄像头拍摄到的视频数据、生命特征测量模块检测到的救援人员生命特征数据和环境信息测量模块检测到的环境信息。

本发明进一步较佳实施例中，所述微处理器101还电连接有报警模块112，所述报警模块112用于对救援人员进行预警；

当温湿度传感器1052、气压传感器或1053有害气体传感器1054检测到的数据大于预设在微处理器101的数据时，所述报警模块112对救援人员发出报警。

本发明进一步较佳实施例中，所述MESH自组网模块104电连接有一天线113。

本发明进一步较佳实施例中，所述微处理器101还电连接有呼救器114，所述呼救器114用于向指挥中心和其他救援人员发出呼救信息。

本发明进一步较佳实施例中，所述微处理器101还电连接有电源模块115，所述电源模块115为锂电池。

本发明进一步较佳实施例中，所述微处理器101为ARM处理器，所述ARM处理器的型号为三星公司的四核Cortex-A9 Exynos4412处理器。

综上所述，本发明所提供的智能应急救援头盔，包括：头盔本体；所述头盔本体内设置有微处理器；所述微处理器分别电连接有：生命特征测量模块，所述生命特征测量模块用于测量救援人员的生命特征信息；MR显示模块，所述MR显示模块用于显示图像及文字信息；MESH自组网模块，所述MESH自组网模块用于产生局部的无线网络；环境信息测量模块，所述环境信息测量模块用于搜救被困者及测量环境信息；双目摄像头，所述双目摄像头用于拍摄搜救环境内的视频；照明模块，所述照明模块用于搜救时提供光源；精准卫星定位模块，所述精准卫星定位模块用于确定救援人员在搜救环境中的具体位置信息；惯性传感器，所述惯性传感器用于采集救援人员的位移和高度信息；陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于采集救援人员的方向和姿态信息；当搜救环境内没有无线网络时，通过MESH自组网模块产生局部的无线网络，通过所述无线网络与指挥中心和其他救援人员进行无线通信；将所述双目摄像头拍摄的视频发送至微处理器后，计算出当前图片中的物体与救援人员之间的距离，将该距离发送至MR显示模块显示，能够在没有通信网络的环境下，通过MESH自组网模块产生局部的无线网络，使得救援人员能够通过该无线网络及时与指挥中心和其他救援人员进行联系，同时，通过双目摄像头能够救援人员快速的知道救援人员与物体之间的距离，以便及时的做出下一步的救援行动。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能应急救援头盔，包括头盔本体，其特征在于，所述头盔本体内设置有微处理器；

所述微处理器分别电连接有：

生命特征测量模块，所述生命特征测量模块用于测量救援人员的生命特征信息；

MR显示模块，所述MR显示模块用于显示图像及文字信息；

MESH自组网模块，所述MESH自组网模块用于产生局部的无线网络；

环境信息测量模块，所述环境信息测量模块用于搜救被困者及测量环境信息；

双目摄像头，所述双目摄像头用于拍摄搜救环境内的视频；

照明模块，所述照明模块用于搜救时提供光源；

精准卫星定位模块，所述精准卫星定位模块用于确定救援人员在搜救环境中的具体位置信息；

惯性传感器，所述惯性传感器用于采集救援人员的位移和高度信息；

陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于采集救援人员的方向和姿态信息；

当搜救环境内没有无线网络时，通过MESH自组网模块产生局部的无线网络，通过所述无线网络与指挥中心和其他救援人员进行无线通信；

将所述双目摄像头拍摄的视频发送至微处理器后，计算出当前图片中的物体与救援人员之间的距离，将该距离发送至MR显示模块显示。

2.根据权利要求1所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述生命特征测量模块包括：

心率传感器，所述心率传感器用于测量救援人员的心率和血压数据；

体温传感器，所述体温传感器用于测量救援人员的体温数据。

3.根据权利要求2所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述环境信息测量模块包括：

红外热成像仪，所述红外热成像仪用于得到黑暗环境下的火源及是否有被困者的信息；

温湿度传感器，所述温湿度传感器用于测量搜救环境中的温湿度数据；

气压传感器，所述气压传感器用于测量搜救环境中的气压数据；

有害气体传感器，所述有害气体传感器用于测量搜救环境中的有害气体数据。

4.根据权利要求3所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述微处理器还电连接有语言模块，所述语言模块用于救援人员与指挥中心和其他救援人员进行通话。

5.根据权利要求3所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述微处理器还电连接有存储模块，所述存储模块用于存储双目摄像头拍摄到的视频数据、生命特征测量模块检测到的救援人员生命特征数据和环境信息测量模块检测到的环境信息。

6.根据权利要求3所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述微处理器还电连接有报警模块，所述报警模块用于对救援人员进行预警；

当温湿度传感器、气压传感器或有害气体传感器检测到的数据大于预设在微处理器的数据时，所述报警模块对救援人员发出报警。

7.根据权利要求1所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述MESH自组网模块电连接有一天线。

8.根据权利要求1所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述微处理器还电连接有呼救器，所述呼救器用于向指挥中心和其他救援人员发出呼救信息。

9.根据权利要求1所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述微处理器还电连接有电源模块，所述电源模块为锂电池。

10.根据权利要求1所述的智能应急救援头盔，其特征在于，所述微处理器为ARM处理器，所述ARM处理器的型号为三星公司的四核Cortex-A9 Exynos4412处理器。