CN110247962A - 矿用可穿戴便携式救援决策装置、系统及其数据交互方法 - Google Patents

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刘永明
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Abstract

本发明涉及一种矿用可穿戴便携式救援决策装置、系统及其数据交互方法。本发明的决策装置包括：气体传感器模块、图像采集模块、电机执行模块、音频模块和主控制器，所述主控制器用于从图像采集模块获取当前图像数据，从气体传感器模块获取当前气体环境数据，将所述当前图像数据和当前气体环境数据与预先存储的特征数据库进行比对，得到对应的操作指令，并将所述操作指令发送给所述音频模块。本发明可以依靠各类传感器装置获取数据并与后台服务器进行实时数据传输，且自身具备特征数据库用于现场救援时提供直接有效的救援操作指令。

Description

矿用可穿戴便携式救援决策装置、系统及其数据交互方法
技术领域
本发明涉及矿用救援技术领域，具体的说是一种矿用可穿戴便携式救援决策装置、系统及其数据交互方法。
背景技术
煤矿安全一直以来都是我们国家重点关注的方向。发生矿难以后，首先进入现场的就是救援人员。现在很多井下救援都提到了采用机器人的方式，如履带式机器人、飞行机器人等。这种机器人虽然智能化程度很高，但是并不能真的完全替代人类思维，尤其是遇到一些及其复杂的地形环境，机器人是不能做出正确判断的。且机器人只有获取数据的能力，不能进行实质性的救援。
现阶段，采用单纯的救援人员进行井下救援，虽然可以灵活行动，但是智能化程度低。在数据分析检测及快速处理上，救援机器人比救援人员占有优势，救援人员也不可能携带各类智能手持设备去检测，这样就无法进行双手作业；而机器人虽然自身就具备各类检测功能并高度集成，但是灵活性不够，且无法进行实质性救援。
为了解决以上问题，迫切需要研究一种可以既能解决救援人员智能化检测程度低又能解决救援机器人灵活性低的问题，尽可能地将两者结合在一起，形成一套新的解决方案。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供是一种矿用可穿戴便携式救援决策装置、系统及其数据交互方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种矿用可穿戴便携式救援决策装置，包括：
气体传感器模块，用于获取当前气体环境数据；
图像采集模块，用于获取当前图像数据；
电机执行模块，用于控制电机转动，所述电机连接所述图像采集模块，所述电机的转动使所述图像采集模块进行不同角度的图像采集；
音频模块，用于播放操作指令，所述操作指令指示操作人员进行操作；
主控制器，用于从图像采集模块获取当前图像数据，从气体传感器模块获取当前气体环境数据，将所述当前图像数据和当前气体环境数据与预先存储的特征数据库进行比对，得到对应的操作指令，并将所述操作指令发送给所述音频模块。
所述气体传感器包括一氧化碳传感器和/或甲烷传感器。
所述图像采集模块通过底部的孔位连接所述电机执行模块的电机转动轴。
还包括：
无线通信模块，用于与后台服务器进行数据传输；
紧急按钮，用于在外部信号的控制下，触发所述主控制器启动所述无线通信模块向后台服务器发出指令请求信号；
所述主控制器还用于通过所述无线通信模块将所述当前图像数据发送给后台服务器。
本发明还提供一种矿用可穿戴便携式救援决策系统，包括所述的决策装置，所述决策装置中的无线通信模块用于获取后台服务器发送的操作指令；
还包括后台服务器，所述后台服务器用于在收到所述决策装置发送的指令请求信号后，向所述主控制器发送控制指令以控制图像采集模块进行多角度图像采集，获取采集到的多角度图像数据，根据所述多角度图像数据分析判断出对应的操作指令。
本发明还提供一种矿用可穿戴便携式救援决策系统的数据交互方法，包括以下步骤：
获取当前气体环境数据和当前图像数据；
控制电机转动，所述电机的转动使所述图像采集模块进行不同角度的图像采集；
将所述当前图像数据和当前气体环境数据与预先存储的特征数据库进行比对，得到对应的操作指令；
播放所述操作指令，所述操作指令指示操作人员进行操作。
还包括以下步骤：
在外部信号的控制下，向后台服务器发出指令请求信号；
所述后台服务器在收到所述指令请求信号后，控制图像采集模块进行多角度图像采集；
将采集到的图像数据发送给后台服务器；
所述后台服务器根据所述多角度图像数据分析判断出对应的操作指令；
获取后台服务器发送的操作指令。
1、本发明类似于救援机器人的处理器，可以依靠各类传感器装置获取数据并与后台服务器进行实时数据传输，且自身具备特征数据库用于现场救援时提供直接有效的救援操作指令。
2、本发明的救援决策系统小巧便捷，可穿戴在身体任一位置。
附图说明
图1为本发明一个实施例的系统框图；
图2为本发明的决策装置的外形结构图；
图3为本发明的决策装置的图像采集模块与电机执行模块的连接结构图；
图4为本发明的决策装置的图像采集模块的底部结构示意图；
图5为本发明实施例的决策装置佩戴示意图；
图6为本发明方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种矿用可穿戴便携式救援决策装置，包括：气体传感器模块、图像采集模块、电机执行模块、音频模块、主控制器、无线通信模块和紧急按钮。
气体传感器模块连接主控制器，用于获取当前气体环境数据。气体传感器包括一氧化碳传感器和/或瓦斯传感器，其中，一氧化碳传感器采用MICROceLCF，瓦斯传感器采用MQ-4甲烷传感器。
图像采集模块连接主控制器，用于获取当前图像数据。
电机执行模块连接主控制器，用于控制电机转动，所述电机连接所述图像采集模块，所述电机的转动使所述图像采集模块进行不同角度的图像采集。也就是说，电机执行模块用于控制图像采集模块调整图像采集的角度。
音频模块，用于播放由后台服务器发送的操作指令以及特征数据库中对应的操作指令；音频模块在主控制器的特征数据库分析完图像数据后播放操作指令。音频模块的目的是可以使决策装置穿戴在任何位置，图像采集模块先把图像采集，决策装置根据图像情况，通过已有的特征数据库，给出相应的操作方法，比如救援人员现在遇到了一个大的障碍物，这个障碍物的图像采集后，决策装置发送指令给救援人员，比如：该障碍物为易爆物体，小心移动。
主控制器，用于从图像采集模块获取图像信息，然后可以与主控制器存储的特征数据库进行比对，也或者可以通过无线通信模块发送给后台服务器，由后台服务器进行判断。
如图1所示，本发明的实施例还提供一种矿用可穿戴便携式救援决策装置，包括所述决策装置和后台服务器。如果当前图像数据和当前气体环境数据在特征数据库里有对应的，那么主控制器直接通过音频模块播放对应的操作指令；如果没有，就需要把当前图像数据和当前气体环境数据发给后台服务器，后台服务器经过判断后，再将操作指令发给主控制器，主控制器控制音频模块播放操作指令。因此，本发明的救援系统包括所述决策装置，还包括：无线通信模块，用于与后台服务器进行数据传输，获取后台服务器发送的操作指令；紧急按钮，用于在外部信号的控制下，触发所述主控制器启动所述无线通信模块向后台服务器发出请求信号，所述后台服务器在收到所述请求信号后向所述主控制器发送控制指令以控制图像采集模块进行多角度图像采集，并提供操作指令；所述控制指令用于调整角度，比如向左或向右。在当特征数据库不能判断图像时，按下紧急按钮，图像将通过无线模块发送到后台，由后台判断后发送操作指令给决策装置，决策装置的音频模块再播放
本发明实施例所述的控制指令是指：当无线通信模块将图像发送给后台服务器，由后台服务器去判断，进一步的，后台人员肯定是希望获取更多角度的图片，这个时候，后台就会直接发送控制指令给决策装置，决策装置的主控制器再将控制指令发送给电机执行模块进行图像采集模块的角度调整，以获取更多角度的图片。操作指令指的是：后台人员获得足够图像数据后作出判断，并将进一步需要救援人员操作的操作指令发送。这里的操作指令与由特征数据库判断后发送的操作指令是一个概念，区别就是后者是特征数据库判断后发出的，前者是因为特征数据库不能判断而通过紧急按钮向后台服务器发送请求，再由后台服务器发送的操作指令。
如图2所示，本发明的决策装置包括图像采集模块1、气体传感器模块2、无线通信模块3、音频模块4和紧急按钮5，整体结构紧凑，便于携带。决策装置可以佩戴在人体胸前，如图5所示，还可以去佩戴在上臂等其他部位。
气体传感器模块、图像采集模块、电机执行模块、音频模块、主控制器、无线通信模块和紧急按钮。
如图3所示，图像采集模块1与设置在决策装置内部的电机执行模块6通过电机的转动轴7连接。如图4所示，转动轴7连接至图像采集模块1底部的孔位8上，进而使图像采集模块1能够在电机执行模块6的带动下旋转角度进行图像采集。
如图6所示，本发明的矿用可穿戴便携式救援决策系统的数据交互方法，包括以下步骤：获取当前气体环境数据和当前图像数据；控制电机转动，所述电机的转动使所述图像采集模块进行不同角度的图像采集；将所述当前图像数据和当前气体环境数据与预先存储的特征数据库进行比对，得到对应的操作指令；播放所述操作指令，所述操作指令指示操作人员进行操作。
还包括以下步骤：在外部信号的控制下，向后台服务器发出指令请求信号；所述后台服务器在收到所述指令请求信号后，控制图像采集模块进行多角度图像采集；将采集到的图像数据发送给后台服务器；所述后台服务器根据所述多角度图像数据分析判断出对应的操作指令；获取后台服务器发送的操作指令。

Claims (7)

1.一种矿用可穿戴便携式救援决策装置，其特征在于，包括：
气体传感器模块，用于获取当前气体环境数据；
图像采集模块，用于获取当前图像数据；
电机执行模块，用于控制电机转动，所述电机连接所述图像采集模块，所述电机的转动使所述图像采集模块进行不同角度的图像采集；
音频模块，用于播放操作指令，所述操作指令指示操作人员进行操作；
主控制器，用于从图像采集模块获取当前图像数据，从气体传感器模块获取当前气体环境数据，将所述当前图像数据和当前气体环境数据与预先存储的特征数据库进行比对，得到对应的操作指令，并将所述操作指令发送给所述音频模块。
2.根据权利要求1所述的一种矿用可穿戴便携式救援决策装置，其特征在于，所述气体传感器包括一氧化碳传感器和/或甲烷传感器。
3.根据权利要求1所述的一种矿用可穿戴便携式救援决策装置，其特征在于，所述图像采集模块通过底部的孔位连接所述电机执行模块的电机转动轴。
4.根据权利要求1所述的一种矿用可穿戴便携式救援决策装置，其特征在于，还包括：
无线通信模块，用于与后台服务器进行数据传输；
紧急按钮，用于在外部信号的控制下，触发所述主控制器启动所述无线通信模块向后台服务器发出指令请求信号；
所述主控制器还用于通过所述无线通信模块将所述当前图像数据发送给后台服务器。
5.一种矿用可穿戴便携式救援决策系统，其特征在于，包括如权利要求4所述的决策装置，所述决策装置中的无线通信模块用于获取后台服务器发送的操作指令；
还包括后台服务器，所述后台服务器用于在收到所述决策装置发送的指令请求信号后，向所述主控制器发送控制指令以控制图像采集模块进行多角度图像采集，获取采集到的多角度图像数据，根据所述多角度图像数据分析判断出对应的操作指令。
6.一种矿用可穿戴便携式救援决策系统的数据交互方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取当前气体环境数据和当前图像数据；
控制电机转动，所述电机的转动使所述图像采集模块进行不同角度的图像采集；
将所述当前图像数据和当前气体环境数据与预先存储的特征数据库进行比对，得到对应的操作指令；
播放所述操作指令，所述操作指令指示操作人员进行操作。
7.根据权利要求6所述的一种矿用可穿戴便携式救援决策系统的数据交互方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在外部信号的控制下，向后台服务器发出指令请求信号；
所述后台服务器在收到所述指令请求信号后，控制图像采集模块进行多角度图像采集；
将采集到的图像数据发送给后台服务器；
所述后台服务器根据所述多角度图像数据分析判断出对应的操作指令；
获取后台服务器发送的操作指令。
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