CN113741445A - 一种障碍物搜索预警方法、装置、安全帽及其存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种障碍物搜索预警方法，所述方法包括：在图像采集位置上方采集图像；判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；若是，则判断该物体是否有下坠或倾倒趋势；若是，则判断该物体为下坠或倾倒物，并发出第一报警信号。具有为在户外活动的人员周围环境有下坠或倾倒物或倾倒物时及时发出提示的效果。

Description

一种障碍物搜索预警方法、装置、安全帽及其存储介质
技术领域
本发明涉及计算机的技术领域，尤其是涉及一种障碍物搜索预警方法、装置、安全帽及其存储介质。
背景技术
“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。
相关技术中，进行地质勘探的人员很少能够注意到头顶上方的情况，若上方存在下坠或倾倒物，极有可能会发生一定的险情。
发明内容
为了在人体上方有下坠或倾倒物时发出提示，本申请提供一种障碍物搜索预警方法、装置、安全帽及其存储介质。
第一方面，本申请提供一种障碍物搜索预警方法，采用如下的技术方案：
一种障碍物搜索预警方法，所述方法包括：在图像采集位置上方采集图像；判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；若是，则判断该物体是否有下坠或倾倒趋势；若是，则判断该物体为下坠或倾倒物，并发出第一报警信号。
通过采用上述技术方案，通过判断具有下坠或倾倒趋势的物体为下坠或倾倒物，使用户周围存在下坠或倾倒物对用户进行提醒，从而提醒用户避开下坠或倾倒物。
可选的，所述判断该物体是否有下坠或倾倒趋势的具体方法为：每间隔预设时长，获取一次图像采集位置与物体之间的直线距离值；将最近一次的直线距离值与上一次直线距离值进行差值运算获取得到移动距离，根据移动距离与预设时长的比值得到移动速度；当移动速度大于预设的速度阈值时，则该物体有下坠或倾倒趋势。
通过采用上述技术方案，通过获取物体在预设时长内的移动距离，计算得到物体的移动速度，在物体的移动速度大于速度阈值时，判断该物体具有下坠或倾倒趋势。
可选的，所述图像采集位置上方具体为：位于图像采集位置所在水平面以上，且以图像采集位置为中心的预设轮廓所围成的柱体空间。
通过采用上述技术方案，采集位置上方的柱体空间作为图像采集的空间，装置仅对柱体空间内的物体进行下坠或倾倒趋势的判断。
可选的，所述方法还包括：在图像采集位置周围采集图像；判断图像中是否有障碍物；若是，则记录发现障碍物时的采集位置，并计算障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度，生成障碍物信息；当发现障碍物时，发出第二报警信号；当生成障碍物信息时，发送所述障碍物信息。
通过采用上述技术方案，在采集位置发现周围有障碍物时，发出第二报警信号，即可对当前位置的人员进行提示，从而使该人员及时发现并避开障碍物。
可选的，判断图像中是否有障碍物的方法为：将图像中的物体与预设数据库中的模板进行匹配，判断图像中是否存在与模板匹配的物体，若是，则有障碍物，若否，则无障碍物。
通过采用上述技术方案，通过图像识别技术，将图像中的物体与模板进行比对，从而可识别出图像中是否有障碍物。
可选的，所述计算障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度的方法为：检测采集位置与障碍物之间的实际距离与竖直角度，根据所述实际距离和竖直角度，计算得到所述水平距离；所述水平角度为水平面上障碍物相对于采集位置的方位角。
通过采用上述技术方案，由于障碍物与采集图像的采集位置之间并不一定位于同一水平面，当障碍物与采集位置之间的连线与水平面呈一定夹角时，由于采集位置与障碍物之间的水平距离不能直接测量得到，但采集位置与障碍物之间的实际距离和竖直角度可以直接测量得到，因此可通过三角形的正余弦定理计算得到水平距离。
第二方面，本申请提供一种障碍物搜索预警装置，采用如下的技术方案：
一种障碍物搜索预警装置，包括，采集模块，用于在图像采集位置上方采集图像；物体判断模块，用于判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；下坠或倾倒判断模块，判断该物体是否有下坠或倾倒趋势，若是则判断该物体为下坠或倾倒物；报警模块，用于发出第一报警信号。
第三方面，本申请提供一种安全帽，采用如下的技术方案：
一种安全帽，包括帽壳和周向设于帽壳边缘的帽檐，所述帽檐上端面同轴转动连接有转动圈，所述转动圈上设有卡槽，所述帽檐上还设有用于驱动所述转动圈转动的驱动装置，所述卡槽内卡接有智能设备；
所述智能设备用于采集图像；判断图像中是否有障碍物；若是，则记录发现障碍物时的采集位置，并计算障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度，生成障碍物信息；当发现障碍物时，发出第二报警信号；当生成障碍物信息时，发送所述障碍物信息。
通过采用上述技术方案，驱动装置驱动转动圈转动，带动智能设备以帽壳轴线为轴做圆周运动，从而采集佩戴安全帽的人员周围360°的图像，减少视觉盲区。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载上述一种障碍物搜索预警方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
通过判断具有下坠或倾倒趋势的物体为下坠或倾倒物，使用户周围存在下坠或倾倒物对用户进行提醒，从而提醒用户避开下坠或倾倒物。
附图说明
图1是本申请实施例一种障碍物搜索预警方法的流程示意图一；
图2是本申请实施例一种障碍物搜索预警方法的流程示意图二；
图3是本申请实施例障碍物水平角度和水平位置的原理图；
图4是本申请实施例一种障碍物搜索预警装置的结构示意图；
图5是本申请一种安全帽的结构示意图；
图6是本申请另一种安全帽的结构示意图。
图中，1、帽壳；2、帽檐；3、转动圈；4、驱动装置；5、卡槽；6、智能设备；7、弧形齿条；8、第二齿轮；9、第二电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
一种障碍物搜索预警方法，参照图1，所述方法包括：
S101：在图像采集位置上方采集图像。
本申请实施例中，采集图像由图像采集装置实现，图像采集装置具体可以为摄像头,摄像机,相机,扫描仪,其他带有拍照功能的设备。采集图像的位置为携带图像采集装置的人员所在的位置，采集图像的高度为人员携带图像采集装置的高度。
S102：判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体。
本申请实施例中，因任何位于人体上方的物体均可能存在下坠或倾倒的可能，因此位于人体上方的物体为除天空以外的任何物体。其可以处于相对静止的树木枝干、岩石等。判断图像中是否有物体的具体方法可通过现有的图像识别技术实现，在此不再赘述。图像采集位置上方具体为：位于图像采集位置所在水平面以上，且以图像采集位置为中心的预设轮廓所围成的柱体空间。
S103：若是，则判断该物体是否有下坠或倾倒趋势。
在本申请实施例中，判断该物体是否有下坠或倾倒趋势的具体方法为：
S1031：每间隔预设时长，获取一次图像采集位置与物体之间的直线距离值。
其中，预设时长为图像采集装置的采集频率，为了能够快速判断出到物体的运动状态，图像采集的频率可设置为0.2秒每次。图像采集位置与物体之间的直线距离值，则可通过距离传感器采集得到，具体可以为飞行时间传感器、红外测距传感器等。
S1032：将最近一次的直线距离值与上一次直线距离值进行差值运算获取得到移动距离，根据移动距离与预设时长的比值得到移动速度；
S1033：当移动速度大于预设的速度阈值时，则该物体有下坠或倾倒趋势。
在本申请实施例中，移动速度有正负值，当移动速度为正值时，则说明物体呈向下移动状态，当移动速度为负值时，则说明物体呈向上移动状态。速度阈值为正值。
S104：若是，则判断该物体为下坠或倾倒物，并发出第一报警信号。
本发明实施例还提供一种障碍物搜索预警方法，参照图2，该方法包括：
S201：在图像采集位置周围采集图像；
本申请实施例中，采集图像由图像采集装置实现，图像采集装置具体可以为摄像头,摄像机,相机,扫描仪,其他带有拍照功能的设备。采集图像的位置为携带图像采集装置的人员所在的位置，采集图像的高度为人员携带图像采集装置的高度。
S202：判断图像中是否有障碍物；若是，则记录发现障碍物时的采集位置，并计算障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度，生成障碍物信息。
本申请实施例中，判断图像中是否有障碍物的具体方法为：将图像中的物体与预设数据库中的模板进行匹配，判断图像中是否存在与模板匹配的物体，若是，则有障碍物，若否，则无障碍物。其中，数据库中的模板为大量障碍物的图像，如巨坑、荆棘等。在障碍物识别时，首先根据图像中的物体形状，将图像进行分割，然后将分割后图像中的物体与模板进行匹配。当物体与模板的相似度大于预设的阈值时，则确定物体为模板对应的障碍物。
障碍物与采集位置之间的水平距离的具体计算方法为：检测采集位置与障碍物之间的实际距离与竖直角度，根据所述实际距离和竖直角度，计算得到所述水平距离。其中，采集位置与障碍物之间的实际距离为采集位置与障碍物之间点对点连线的距离。该实际距离可以通过距离传感器测量得到，距离传感器如超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器和飞行时间传感器等。
障碍物信息至少包括，障碍物的采集位置、障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度。
参照图3，竖直角度为采集位置和障碍物之间的连线与水平面之间的夹角θ，θ可通过一下公式计算得到：
θ可通过下式计算:
θ=Num*Rop+offset；
其中：Num是从图像中心到落点的像素个数；
Rop是每个像素的弧度值；
offset是弧度误差；
令实际距离为h，水平距离为d，则：
d=h*cosθ。
在本申请实施例中，水平角度为水平面上障碍物相对于采集位置的方位角，该方位角的获取方法为：在发现障碍物时，通过图像获取设备中的电子罗盘获得发现障碍物时的拍摄方向。由于拍摄障碍物时镜头的水平朝向就是障碍物相对于采集位置的水平角度，因此用电子罗盘标记图像获取设备的拍摄朝向，即可得到障碍物相对于采集位置的水平角度。
在本申请实施例中，在发现障碍物时，为了将障碍物标记在预设的区域地图中，需要先记录采集位置在区域地图中的位置，该采集位置在区域地图中为地图地理坐标，通过障碍物相对于采集位置的水平距离和水平角度，即可在区域地图中标记处障碍物位置。
S203：当发现障碍物时，发出第二报警信号；
本申请实施例中，第二报警信号用于发现障碍物时所在位置的人员发出提示，从而使当前位置的人员注意到障碍物。该人员携带了发现该障碍物的装置。第二报警信号可以通过声音、也可以是振动等方式发出。
S204：当生成障碍物信息时，发送所述障碍物信息。
本申请实施例中，障碍物信息发出给其他装置，以给携带其他装置的其他位置的人员也可以获得障碍物的位置。
本申请还包括如下方法：
S301：获取目的地位置和当前位置，根据区域地图中所有障碍物位置，以障碍物位置为中心设置障碍物范围区域，规划从当前位置到目的地位置且不经过障碍物范围区域的移动路线；
本申请实施例中，目的地位置为人为输入的在区域地图中的位置。当前位置为携带装置的人员实施的地图地理坐标，可通过卫星定位的方式获取。障碍物区域范围，为以障碍物位置为圆心的圆形区域。移动路线为当前位置到目的地位置不与障碍物区域相交或相切的路线，该路线可以有多条，并可根据计算显示出最短的移动路线。在区域地图中，可能存在多个人员携带有可实现上述步骤S101～S104的装置，并且多个人员位于区域地图中的不同位置。通过将障碍物位置标记在区域地图上，可实现多个装置上所识别的障碍物在区域地图上共享，从而使携带该装置的人员在移动时避开障碍物。
S302：获取当前位置，判断当前位置是否位于障碍物范围区域内，若是，则发出第三报警信号。
在本申请实施例中，第三报警信号用于提醒人员进入了障碍物范围区域，在人员接近障碍物之前就对人员进行提示。第三报警信号可以通过声音或震动等方式对人员进行提醒。
本申请还提供了一种障碍物搜索预警装置，参照图4，该障碍物搜索预警装置与上述实施例中障碍物搜索预警方法一一对应。包括：
采集模块，用于在图像采集位置上方采集图像；
物体判断模块，用于判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；
下坠或倾倒判断模块，判断该物体是否有下坠或倾倒趋势，若是则判断该物体为下坠或倾倒物；
报警模块，用于发出第一报警信号。
本申请还提供了一种安全帽，如图5所示，其包括帽壳1和周向设于帽壳1边缘的帽檐2。
在帽檐2的上端面转动连接有转动圈3，转动圈3与帽壳1同轴，转动圈3的周向外侧壁一体成型有周向阵列的齿牙，帽檐2上还安装有驱动装置4，该驱动装置4包括转动电机和齿轮，其中，齿轮与转动电机的转动轴同轴连接，齿轮与转动圈3的齿牙啮合，从而在转动电机工作时带动转动圈3转动。转动圈3的上端面一体成型有卡槽5，在卡槽5内卡接有智能设备6。该智能设备6具备图像采集和数据处理功能，其处理功能主要包括：在图像采集位置上方采集图像；判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；若是，则判断该物体是否有下坠或倾倒趋势；若是，则判断该物体为下坠或倾倒物，并发出第一报警信号。
当人员佩戴该安全帽时，驱动装置4驱动转动圈3转动，从而使智能设备6拍摄佩戴人员周围物体，并进行障碍物识别。
本申请还提供了一种安全帽，如图6所示，与上述安全帽的区别在于，转动圈3上表面焊接有跨过帽壳1顶部的弧形齿条7，弧形齿条7的齿牙位于其两侧，弧形齿条7的两端分别于转动圈3的上表面对称设置。卡槽5活动设置，在卡槽5一面转动连接有两个第二齿轮8，其中一个第二齿轮8连接有第二电机9，两个第二齿轮8位于弧形齿条7两侧并与弧形齿条7的齿牙啮合。当第二电机9转动时，卡槽5可带动智能设备6在帽壳1顶部移动，智能设备6的拍摄角度发生改变，挡杆卡槽5移动至帽壳1顶部时，智能设备6的拍摄视角竖直向上。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述障碍物搜索预警方法的计算机程序。
所述计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (9)

1.一种障碍物搜索预警方法，其特征在于，所述方法包括：
在图像采集位置上方采集图像；
判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；
若是，则判断该物体是否有下坠或倾倒趋势；
若是，则判断该物体为下坠或倾倒物，并发出第一报警信号。
2.根据权利要求1所述的障碍物搜索预警方法，其特征在于，所述判断该物体是否有下坠或倾倒趋势的具体方法为：
每间隔预设时长，获取一次图像采集位置与物体之间的直线距离值；
将最近一次的直线距离值与上一次直线距离值进行差值运算获取得到移动距离，根据移动距离与预设时长的比值得到移动速度；
当移动速度大于预设的速度阈值时，则该物体有下坠或倾倒趋势。
3.根据权利要求1所述的障碍物搜索预警方法，其特征在于，所述图像采集位置上方具体为：位于图像采集位置所在水平面以上，且以图像采集位置为中心的预设轮廓所围成的柱体空间。
4.根据权利要求1所述的障碍物搜索预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
在图像采集位置周围采集图像；
判断图像中是否有障碍物；若是，则记录发现障碍物时的采集位置，并计算障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度，生成障碍物信息；
当发现障碍物时，发出第二报警信号；
当生成障碍物信息时，发送所述障碍物信息。
5.根据权利要求1所述的障碍物搜索预警方法，其特征在于，判断图像中是否有障碍物的方法为：
将图像中的物体与预设数据库中的模板进行匹配，判断图像中是否存在与模板匹配的物体，若是，则有障碍物，若否，则无障碍物。
6.根据权利要求1所述的障碍物搜索预警方法，其特征在于，所述计算障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度的方法为：
检测采集位置与障碍物之间的实际距离与竖直角度，根据所述实际距离和竖直角度，计算得到所述水平距离；
所述水平角度为水平面上障碍物相对于采集位置的方位角；
所述采集位置为地图地理坐标；
接收所述障碍物信息，在预设的区域地图中，根据采集位置、障碍物与采集位置之间的水平距离和水平角度，在区域地图中标记障碍物位置；
获取目的地位置和当前位置，根据区域地图中所有障碍物位置，以障碍物位置为中心设置障碍物范围区域，规划从当前位置到目的地位置且不经过障碍物范围区域的移动路线。
7.一种障碍物搜索预警装置，其特征在于，包括，
采集模块，用于在图像采集位置上方采集图像；
物体判断模块，用于判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；
下坠或倾倒判断模块，判断该物体是否有下坠或倾倒趋势，若是则判断该物体为下坠或倾倒物；
报警模块，用于发出第一报警信号。
8.一种安全帽，其特征在于，包括帽壳(1)和周向设于帽壳(1)边缘的帽檐(2)，所述帽檐(2)上端面同轴转动连接有转动圈(3)，所述转动圈(3)上设有卡槽(5)，所述帽檐(2)上还设有用于驱动所述转动圈(3)转动的驱动装置(4)，所述卡槽(5)内卡接有智能设备(6)；
所述智能设备(6)用于在图像采集位置上方采集图像；判断位于图像采集位置上方的图像中是否存在物体；若是，则判断该物体是否有下坠或倾倒趋势；若是，则判断该物体为下坠或倾倒物，并发出第一报警信号。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一种方法的计算机程序。
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