CN112385927A - 一种用于应急定距测温的智能安全帽及导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于应急定距测温的智能安全帽，包括安全帽、连接导轨、压力传感器、温度传感器及检测机构，安全帽外侧面设至少一条连接导轨，所述连接导轨为与安全帽同轴分布的圆弧结构，压力传感器均布在安全帽内侧面，温度传感器与安全帽顶部下端面连，检测机构后端面与连接导轨滑动连接，并通过连接导轨与安全帽外侧面连接。其使用方法包括设备装配，设备穿戴及测温预警等三个步骤。本发明一方面运行中具有良好的信息采集、识别能力，且数据获取效果及精度均相对较高；另一方面具有良好的组网联机运行能力，可在对自身及周边人员进行测温、测距检测作业的同时，有效实现全域范围内异常状态通报。

Description

一种用于应急定距测温的智能安全帽及导航方法

技术领域

本发明涉及一种车辆导航设备，属于特种救援车辆技术领域。

背景技术

目前针对新型冠状病毒（2019-nCoV）感染的肺炎疫情的日常管理和防护中，人与人之间保持有效的隔离距离和进行体温检测是重要的预防措施，但在实际工作中，如矿山等人员密集型的现场环境中，工作人员在实际工作中一方面无法实现随时对自身及周边工作人员体温进行检测；另一方面在运行中也无法对周边工作人员与自身位置之间间距进行精确测量，从而导致人员密集性场地中的人员防护监控管理工作难度大，存在极大的风险隐患。

此外，当前虽然也有具备体温测量的便携式穿戴设备可以进行同步体温检测作业的，按这些检测设备一方面使用和携带的灵活性相对较差；另一方面存在联机运行、组网运行能力差，远程监控及全域信息推送预警能力差，依然无法有效满足大范围内人员管理和预警的需要。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的人员管理预警装置，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种用于应急定距测温的智能安全帽及导航方法，以克服以上缺陷满足实际检测作业工作的需要。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种用于应急定距测温的智能安全帽，包括安全帽、连接导轨、压力传感器、温度传感器及检测机构，安全帽外侧面设至少一条连接导轨，所述连接导轨为与安全帽同轴分布的圆弧结构，压力传感器至少三个，环绕安全帽轴线均布在安全帽内侧面，温度传感器与安全帽顶部下端面连接并与安全帽同轴分布，压力传感器、温度传感器均与检测机构电气连接，检测机构至少一个，其后端面与连接导轨滑动连接，并通过连接导轨与安全帽外侧面连接。

进一步的，所述检测机构包括滑块、承载壳、转台机构、测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器、辅助红外温度传感器、报警蜂鸣器、报警灯、无线数据通讯装置、驱动电池组及驱动电路，滑块后端面设导向槽，并通过导向槽包覆在连接导轨外，与连接导轨滑动连接，滑块前端面通过转台机构与承载壳后侧面连接并同轴分布，承载壳为横断面呈矩形的密闭腔体结构，测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器均嵌于承载壳前端面，且测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器光轴相互平行分布，并与承载壳前端面垂直分布，报警蜂鸣器、报警灯均至少一个，并分别嵌于承载壳的外侧面，辅助红外温度传感器至少一个，嵌于承载壳下端面，并通过转台机构与承载壳下端面铰接，辅助红外温度传感器光轴与承载壳下端面呈0°—90°夹角，并与主红外温度传感器光轴垂直分布，无线数据通讯装置、驱动电池组及驱动电路均嵌于承载壳内，其中驱动电路分别与压力传感器、温度传感器、转台机构、测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器、辅助温度传感器、报警蜂鸣器、报警灯、无线数据通讯装置、驱动电池组电气连接。

进一步的，所述承载壳内设若干隔板，并通过隔板将承载壳内分割为主检测腔、辅助检测腔、控制腔及动力腔，其中所述测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器均位于主检测腔内，所述辅助红外温度传感器位于辅助检测腔内，所述报警蜂鸣器、报警灯、无线数据通讯装置及驱动电路均嵌于控制腔内，所述驱动电池组嵌于动力腔内，其中所述无线数据通讯装置及驱动电路对应的承载壳外表面均设至少一个通讯接线端子，所述驱动电池组对应承载壳外表面设至少1—4个电源接端子，且各电源接线端子间相互并联。

进一步的，所述无线数据通讯装置另设至少一条嵌入式通讯天线及一条外置式通讯天线，其中所述嵌入式通讯天线嵌于承载壳内表面，并与承载壳内表面平行分布，所述外置式通讯天线与承载壳外表面通过棘轮机构铰接，并与无线数据通讯装置对应的通讯接线端子电气连接。

进一步的，所述检测机构另设显示器、扬声器、麦克风、指纹识别装置、至少一个操控键，所述显示器通过承载臂与安全帽前端面帽沿连接，所述承载臂两端分别与显示器侧表面及安全帽帽沿通过棘轮机构铰接，所述承载臂轴线安全帽前端面呈0°—180°夹角，显示器表面与安全帽前端面呈0°—45°夹角，且显示器上端面与安全帽前端面帽沿间间距为0—10厘米，所述扬声器及麦克风均嵌于承载壳内表面，所述指纹识别装置和操控键均嵌于承载壳后端面，且所述显示器、扬声器、麦克风、指纹识别装置及操控键均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的压力传感器、温度传感器与安全帽内表面间均通过弹性承载块连接。

进一步的，所述的安全帽外表面另设至少两个空气质量传感器，所述空气质量传感器环绕安全帽轴线均布，且各空气质量传感器间相互并联，并与检测机构电气连接。

进一步的，所述的驱动电路为基于DSP芯片、FPGA芯片为基础的电路系统，所述无线数据通讯装置为蓝牙模块、WIFI模块及Zigbee模块中的任意一种或几种共用。

一种用于应急定距测温的智能安全帽的使用方法，包括以下步骤：

S1，设备装配，首先对构成本发明的安全帽、连接导轨、压力传感器、温度传感器进行组装并放置在承载架上备用，同时对检测机构放置在充电设备上进行充电备用，将各检测机构通过无线通讯网络与远程监控平台建立数据连接，并由远程监控平台为各检测机构分配独立的通讯地址及硬件设备识别号，同时通过远程平台录入当前各工作人员身份识别信息；

S2，设备穿戴，在需要使用安全帽进行作业时，首先由完成身份信息录入的工作人员选择完成充电作业的检测机构，然后通过检测机构的摄像头和指纹识别装置对当前使用者身份信息进行识别，并在完成识别后将检测机构通过连接导轨与安全帽连接，同时将检测机构与压力传感器、温度传感器间电气连接，从而完成本发明装配，然后进行安全帽佩戴，最后在完成安全帽佩戴后，一方面调整显示器位置，另一方面调整检测机构位置，使检测机构轴线与使用者视野轴线平行分布且方向相同；另一方面使摄像头处于满足使用者观看位置，通过显示器对摄像头的视场范围进行精确调节，从而完成本发明调整；

S3，测温预警，完成本发明调整后即可进行本发明的实际使用操作，本发明首先通过压力传感器确保本发明被可靠佩戴，同时通过安全帽内的温度传感器对使用者头部温度进行持续检测，然后在随使用者运行及移动中，跟随使用者头部位置变化，同步对使用者视线范围之内的人体一方面通过通过监控摄像头进行视频信息采集，进行目标人群信息采集及识别存档；另一方面通过测距仪和主红外温度传感器对视线范围内的人体同时进行测距和非基础性测温作业同时通过辅助红外温度传感器进一步对使用者自身体温进行检测，并将检测结果一方面通过显示器进行输出，直接向使用者反馈，另一方面通过无线通讯网络发送至远程监控平台，从而完成对人群远程测温监控防护的作业，并在使用者自身及使用者视线范围内人体体温异常时，通过报警蜂鸣器、报警灯进行现场报警，同时在远程监控平台中进行报警并对体温异常人员进行身份识别并锁定，同时将体温异常人员的身份信息及位置信息通过显示器在联网安全帽使用者处显示并预警。

本发明一方面集成化程度、安装定位方便，操作简便灵活且使用环境适应能力强，运行中具有良好的信息采集、识别能力，且数据获取效果及精度均相对较高；另一方面具有良好的组网联机运行能力，可在对自身及周边人员进行测温、测距检测作业的同时，有效实现全域范围内异常状态通报，从而极大的提高了防护作业的可靠性和及时性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明局部结构示意图；

图2为承载壳剖视局部结构示意图；

图3为检测机构侧视局部结构意图；

图4为本发明方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—3所示，一种用于应急定距测温的智能安全帽，包括安全帽1、连接导轨2、压力传感器4、温度传感器5及检测机构6，安全帽1外侧面设至少一条连接导轨2，所述连接导轨2为与安全帽1同轴分布的圆弧结构，压力传感器4至少三个，环绕安全帽1轴线均布在安全帽1内侧面，温度传感器5与安全帽1顶部下端面连接并与安全帽1同轴分布，压力传感器4、温度传感器5均与检测机构6电气连接，检测机构6至少一个，其后端面与连接导轨2滑动连接，并通过连接导轨2与安全帽1外侧面连接。

重点说明的，所述检测机构6包括滑块61、承载壳62、转台机构63、测距仪64、监控摄像头65、主红外温度传感器66、辅助红外温度传感器67、报警蜂鸣器68、报警灯69、无线数据通讯装置601、驱动电池组602及驱动电路603，滑块61后端面设导向槽604，并通过导向槽604包覆在连接导轨2外，与连接导轨2滑动连接，滑块61前端面通过转台机构63与承载壳62后侧面连接并同轴分布，承载壳62为横断面呈矩形的密闭腔体结构，测距仪64、监控摄像头65、主红外温度传感器66均嵌于承载壳62前端面，且测距仪64、监控摄像头65、主红外温度传感器66光轴相互平行分布，并与承载壳62前端面垂直分布，报警蜂鸣器68、报警灯69均至少一个，并分别嵌于承载壳62的外侧面，辅助红外温度传感器67至少一个，嵌于承载壳62下端面，并通过转台机构63与承载壳62下端面铰接，辅助红外温度传感器67光轴与承载壳62下端面呈0°—90°夹角，并与主红外温度传感器66光轴垂直分布，无线数据通讯装置601、驱动电池组602及驱动电路603均嵌于承载壳62内，其中驱动电路603分别与压力传感器4、温度传感器5、转台机构63、测距仪64、监控摄像头65、主红外温度传感器66、辅助温度传感器67、报警蜂鸣器68、报警灯69、无线数据通讯装置601、驱动电池组602电气连接。

本实施例中，所述承载壳62内设若干隔板7，并通过隔板7将承载壳60内分割为主检测腔101、辅助检测腔102、控制腔103及动力腔104，其中所述测距仪64、监控摄像头65、主红外温度传感器66均位于主检测腔101内，所述辅助红外温度传感器67位于辅助检测腔102内，所述报警蜂鸣器68、报警灯69、无线数据通讯装置601及驱动电路603均嵌于控制腔103内，所述驱动电池组602嵌于动力腔104内，其中所述无线数据通讯装置601及驱动电路603对应的承载壳62外表面均设至少一个通讯接线端子8，所述驱动电池组602对应承载壳62外表面设至少1—4个电源接端子9，且各电源接线端子9间相互并联。

此外，所述无线数据通讯装置601另设至少一条嵌入式通讯天线10及一条外置式通讯天线11，其中所述嵌入式通讯天线10嵌于承载壳62内表面，并与承载壳62内表面平行分布，所述外置式通讯天线11与承载壳62外表面通过棘轮机构铰接，并与无线数据通讯装置601对应的通讯接线端子8电气连接。

与此同时，所述检测机构6另设显示器12、扬声器13、麦克风14、指纹识别装置15、至少一个操控键16，所述显示器12通过承载臂17与安全帽1前端面帽沿连接，所述承载臂17两端分别与显示器12侧表面及安全帽1帽沿通过棘轮机构铰接，所述承载臂17轴线安全帽1前端面呈0°—180°夹角，显示器12表面与安全帽1前端面呈0°—45°夹角，且显示器12上端面与安全帽1前端面帽沿间间距为0—10厘米，所述扬声器13及麦克风14均嵌于承载壳62内表面，所述指纹识别装置15和操控键16均嵌于承载壳62后端面，且所述显示器12、扬声器13、麦克风14、指纹识别装置15及操控键16均与驱动电路603电气连接。

进一步优化的，所述的压力传感器4、温度传感器5与安全帽1内表面间均通过弹性承载块3连接。

进一步优化的，所述的安全帽1外表面另设至少两个空气质量传感器18，所述空气质量传感器18环绕安全帽1轴线均布，且各空气质量传感器18间相互并联，并与检测机构6电气连接。

除此之外，所述的驱动电路603为基于DSP芯片、FPGA芯片为基础的电路系统，所述无线数据通讯装置为蓝牙模块、WIFI模块及Zigbee模块中的任意一种或几种共用。

一种用于应急定距测温的智能安全帽的使用方法，包括以下步骤：

S1，设备装配，首先对构成本发明的安全帽、连接导轨、压力传感器、温度传感器进行组装并放置在承载架上备用，同时对检测机构放置在充电设备上进行充电备用，将各检测机构通过无线通讯网络与远程监控平台建立数据连接，并由远程监控平台为各检测机构分配独立的通讯地址及硬件设备识别号，同时通过远程平台录入当前各工作人员身份识别信息；

S2，设备穿戴，在需要使用安全帽进行作业时，首先由完成身份信息录入的工作人员选择完成充电作业的检测机构，然后通过检测机构的摄像头和指纹识别装置对当前使用者身份信息进行识别，并在完成识别后将检测机构通过连接导轨与安全帽连接，同时将检测机构与压力传感器、温度传感器间电气连接，从而完成本发明装配，然后进行安全帽佩戴，最后在完成安全帽佩戴后，一方面调整显示器位置，另一方面调整检测机构位置，使检测机构轴线与使用者视野轴线平行分布且方向相同；另一方面使摄像头处于满足使用者观看位置，通过显示器对摄像头的视场范围进行精确调节，从而完成本发明调整；

S3，测温预警，完成本发明调整后即可进行本发明的实际使用操作，本发明首先通过压力传感器确保本发明被可靠佩戴，同时通过安全帽内的温度传感器对使用者头部温度进行持续检测，然后在随使用者运行及移动中，跟随使用者头部位置变化，同步对使用者视线范围之内的人体一方面通过通过监控摄像头进行视频信息采集，进行目标人群信息采集及识别存档；另一方面通过测距仪和主红外温度传感器对视线范围内的人体同时进行测距和非基础性测温作业同时通过辅助红外温度传感器进一步对使用者自身体温进行检测，并将检测结果一方面通过显示器进行输出，直接向使用者反馈，另一方面通过无线通讯网络发送至远程监控平台，从而完成对人群远程测温监控防护的作业，并在使用者自身及使用者视线范围内人体体温异常时，通过报警蜂鸣器、报警灯进行现场报警，同时在远程监控平台中进行报警并对体温异常人员进行身份识别并锁定，同时将体温异常人员的身份信息及位置信息通过显示器在联网安全帽使用者处显示并预警。

本发明一方面集成化程度、安装定位方便，操作简便灵活且使用环境适应能力强，运行中具有良好的信息采集、识别能力，且数据获取效果及精度均相对较高；另一方面具有良好的组网联机运行能力，可在对自身及周边人员进行测温、测距检测作业的同时，有效实现全域范围内异常状态通报，从而极大的提高了防护作业的可靠性和及时性。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于应急定距测温的智能安全帽，其特征在于：所述用于应急定距测温的智能安全帽包括安全帽、连接导轨、压力传感器、温度传感器及检测机构，所述安全帽外侧面设至少一条连接导轨，所述连接导轨为与安全帽同轴分布的圆弧结构，所述压力传感器至少三个，环绕安全帽轴线均布在安全帽内侧面，所述温度传感器与安全帽顶部下端面连接并与安全帽同轴分布，所述压力传感器、温度传感器均与检测机构电气连接，所述检测机构至少一个，其后端面与连接导轨滑动连接，并通过连接导轨与安全帽外侧面连接，所述检测机构包括滑块、承载壳、转台机构、测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器、辅助红外温度传感器、报警蜂鸣器、报警灯、无线数据通讯装置、驱动电池组及驱动电路，所述滑块后端面设导向槽，并通过导向槽包覆在连接导轨外，与连接导轨滑动连接，滑块前端面通过转台机构与承载壳后侧面连接并同轴分布，所述承载壳为横断面呈矩形的密闭腔体结构，所述测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器均嵌于承载壳前端面，且测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器光轴相互平行分布，并与承载壳前端面垂直分布，所述报警蜂鸣器、报警灯均至少一个，并分别嵌于承载壳的外侧面，所述辅助红外温度传感器至少一个，嵌于承载壳下端面，并通过转台机构与承载壳下端面铰接，所述辅助红外温度传感器光轴与承载壳下端面呈0°—90°夹角，并与主红外温度传感器光轴垂直分布，所述无线数据通讯装置、驱动电池组及驱动电路均嵌于承载壳内，其中所述驱动电路分别与压力传感器、温度传感器、转台机构、测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器、辅助温度传感器、报警蜂鸣器、报警灯、无线数据通讯装置、驱动电池组电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于应急定距测温的智能安全帽，其特征在于：所述承载壳内设若干隔板，并通过隔板将承载壳内分割为主检测腔、辅助检测腔、控制腔及动力腔，其中所述测距仪、监控摄像头、主红外温度传感器均位于主检测腔内，所述辅助红外温度传感器位于辅助检测腔内，所述报警蜂鸣器、报警灯、无线数据通讯装置及驱动电路均嵌于控制腔内，所述驱动电池组嵌于动力腔内，其中所述无线数据通讯装置及驱动电路对应的承载壳外表面均设至少一个通讯接线端子，所述驱动电池组对应承载壳外表面设至少1—4个电源接端子，且各电源接线端子间相互并联。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于应急定距测温的智能安全帽，其特征在于：所述无线数据通讯装置另设至少一条嵌入式通讯天线及一条外置式通讯天线，其中所述嵌入式通讯天线嵌于承载壳内表面，并与承载壳内表面平行分布，所述外置式通讯天线与承载壳外表面通过棘轮机构铰接，并与无线数据通讯装置对应的通讯接线端子电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于应急定距测温的智能安全帽，其特征在于：所述检测机构另设显示器、扬声器、麦克风、指纹识别装置、至少一个操控键，所述显示器通过承载臂与安全帽前端面帽沿连接，所述承载臂两端分别与显示器侧表面及安全帽帽沿通过棘轮机构铰接，所述承载臂轴线安全帽前端面呈0°—180°夹角，显示器表面与安全帽前端面呈0°—45°夹角，且显示器上端面与安全帽前端面帽沿间间距为0—10厘米，所述扬声器及麦克风均嵌于承载壳内表面，所述指纹识别装置和操控键均嵌于承载壳后端面，且所述显示器、扬声器、麦克风、指纹识别装置及操控键均与驱动电路电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于应急定距测温的智能安全帽，其特征在于：所述的压力传感器、温度传感器与安全帽内表面间均通过弹性承载块连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于应急定距测温的智能安全帽，其特征在于：所述的安全帽外表面另设至少两个空气质量传感器，所述空气质量传感器环绕安全帽轴线均布，且各空气质量传感器间相互并联，并与检测机构电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于应急定距测温的智能安全帽，其特征在于：所述的驱动电路为基于DSP芯片、FPGA芯片为基础的电路系统，所述无线数据通讯装置为蓝牙模块、WIFI模块及Zigbee模块中的任意一种或几种共用。

8.一种用于应急定距测温的智能安全帽的使用方法，其特征在于：所述的用于应急定距测温的智能安全帽的使用方法包括以下步骤：

S1，设备装配，首先对构成本发明的安全帽、连接导轨、压力传感器、温度传感器进行组装并放置在承载架上备用，同时对检测机构放置在充电设备上进行充电备用，将各检测机构通过无线通讯网络与远程监控平台建立数据连接，并由远程监控平台为各检测机构分配独立的通讯地址及硬件设备识别号，同时通过远程平台录入当前各工作人员身份识别信息；

S2，设备穿戴，在需要使用安全帽进行作业时，首先由完成身份信息录入的工作人员选择完成充电作业的检测机构，然后通过检测机构的摄像头和指纹识别装置对当前使用者身份信息进行识别，并在完成识别后将检测机构通过连接导轨与安全帽连接，同时将检测机构与压力传感器、温度传感器间电气连接，从而完成本发明装配，然后进行安全帽佩戴，最后在完成安全帽佩戴后，一方面调整显示器位置，另一方面调整检测机构位置，使检测机构轴线与使用者视野轴线平行分布且方向相同；另一方面使摄像头处于满足使用者观看位置，通过显示器对摄像头的视场范围进行精确调节，从而完成本发明调整；

S3，测温预警，完成本发明调整后即可进行本发明的实际使用操作，本发明首先通过压力传感器确保本发明被可靠佩戴，同时通过安全帽内的温度传感器对使用者头部温度进行持续检测，然后在随使用者运行及移动中，跟随使用者头部位置变化，同步对使用者视线范围之内的人体一方面通过通过监控摄像头进行视频信息采集，进行目标人群信息采集及识别存档；另一方面通过测距仪和主红外温度传感器对视线范围内的人体同时进行测距和非基础性测温作业同时通过辅助红外温度传感器进一步对使用者自身体温进行检测，并将检测结果一方面通过显示器进行输出，直接向使用者反馈，另一方面通过无线通讯网络发送至远程监控平台，从而完成对人群远程测温监控防护的作业，并在使用者自身及使用者视线范围内人体体温异常时，通过报警蜂鸣器、报警灯进行现场报警，同时在远程监控平台中进行报警并对体温异常人员进行身份识别并锁定，同时将体温异常人员的身份信息及位置信息通过显示器在联网安全帽使用者处显示并预警。

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