CN116672836A - 建筑工地围挡自动控制喷淋装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及降尘喷淋的技术领域，特别是涉及一种建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其自动对喷淋作业进行动态调整，降低对周边交通状况的影响；包括：扬尘监测模块，用于监测施工范围内的扬尘浓度并发送；路况监测模块，用于预测距离施工低点预设距离外的行人运动轨迹，并将行人运动轨迹转换成轨迹信号并发送；控制模块，用于接收扬尘浓度，控制模块将扬尘浓度与预设阈值进行比较，若扬尘浓度超过阈值，则生成启动喷淋指令并发送，若扬尘浓度未超过则生成暂停喷淋指令并发送；所述控制模块在发出启动喷淋指令的同时开始接收轨迹信号，若轨迹信号代表有行人向施工地点移动。
Description
技术领域
本发明涉及降尘喷淋的技术领域，特别是涉及一种建筑工地围挡自动控制喷淋装置。
背景技术
施工现场会产生大量的粉尘、颗粒物等有害物质，对周围环境和人体健康造成一定危害；喷淋降尘可以控制这些粉尘和颗粒物的扩散，保护周围环境，减少对人体健康的影响。
现有的施工现场所使用的围挡喷淋系统，已经可以做到自动止水、补水、间隔启停、扬尘检测联动等功能；但还并不具备根据周边道路路况变化进行实时调整的功能，例如行人和车辆进入喷淋范围时，无法实现自动避让或降低喷淋宽度的功能，可能会导致行人被迫离开安全区域，影响道路交通状况。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种自动对喷淋作业进行动态调整，降低对周边交通状况的影响的建筑工地围挡自动控制喷淋装置。
本发明的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，包括：
扬尘监测模块，用于监测施工范围内的扬尘浓度并发送；
路况监测模块，用于预测距离施工低点预设距离外的行人运动轨迹，并将行人运动轨迹转换成轨迹信号并发送；
控制模块，用于接收扬尘浓度，控制模块将扬尘浓度与预设阈值进行比较，若扬尘浓度超过阈值，则生成启动喷淋指令并发送，若扬尘浓度未超过则生成暂停喷淋指令并发送；
所述控制模块在发出启动喷淋指令的同时开始接收轨迹信号，若轨迹信号代表有行人向施工地点移动，则生成角度调节指令并发送，若轨迹信号代表无行人向施工地点移动，则无动作；
所述控制模块在角度调节指令发出后的预设时间内，若未接收到新的轨迹信号，则生成复位信号并发送，若接收到新的轨迹信号，则无动作；
喷淋模块，用于接收控制模块发送的启动喷淋指令和暂停喷淋指令，并根据接收到的指令实施相应的喷淋作业；并且还用于接收控制模块发送的角度调节指令，并根据指令对喷淋角度进行调节。
进一步地，所述路况监测模块在对行人的运动轨迹进行预测时，包括以下方法：
获取监测路段内的视频图像数据；
截取视频图像中连续的多帧图像；
对多帧图像中的行人进行特征点提取；
将视频中无行人状态下的单帧图像规划生成三维坐标系；
利用特征点在三维坐标系上的坐标变化，计算得到相邻两帧图像上相同特征点的运动向量，其中运动向量由前帧图像中特征点所在位置指向后帧图像中相同特征点所在位置；
多次计算不同组别的相邻两帧图像上相同特征点之间的运动向量，得到多个运动向量；
对多个运动向量进行统计分析，预估出行人的运动轨迹。
另一方面，所述路况监测模块在对行人的运动轨迹进行预测时，还可以采用以下方法：
获取监测路段内的视频图像数据；
截取视频图像中连续的多帧图像；
对多帧图像中的行人进行特征点提取；
计算不同组别的相邻两帧图像之间光流场的变化量，得到光流向量；
对同一特征点在不同图像之间的光流向量进行统计分析，预估出行人的运动轨迹。
进一步地，利用预先训练的卷积神经网络对行人图像进行处理并提取特征点。
进一步地，所述喷淋模块由喷淋泵、输水管道和若干喷淋头组成，其中喷淋头包括：
三通管，所述三通管安装在输水管道上，所述三通管上安装有喷头，所述喷头上设置有第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴和第二喷嘴呈180度分布，并且所述第一喷嘴和第二喷嘴所处高度不同；
活塞头，所述活塞头弹性且滑动安装在喷头内，所述活塞头上沿径向贯穿设置有横向通孔，所述横向通孔与第一喷嘴和第二喷嘴位于同一竖直面内，并且所述活塞头上同轴设置有连接孔，所述连接孔连通横向通孔与三通管；
所述喷头内部还安装有驱动单元，所述驱动单元用于控制活塞头沿轴线方向移动。
进一步地，所述驱动单元包括固定安装在喷头顶端的电磁铁和固定安装在活塞头顶端的铁帽，所述电磁铁与控制模块电连接。
进一步地，所述喷头顶端与活塞头顶端之间安装有弹簧，所述弹簧始终处于压缩状态。
进一步地，所述喷头底部同轴设置有密封管，所述活塞头底端同轴设置有内衬管，所述内衬管滑动插入至密封管内，并且内衬管外壁与密封管内壁始终保持密封贴合。
进一步地，所述喷头顶端可拆卸密封安装有盖板，所述电磁铁固定安装在盖板上。
进一步地，所述三通管上设置有外螺纹接头，所述喷头上设置有内螺纹接头，所述喷头依靠内螺纹接头和外螺纹接头固定安装在三通管上。
与现有技术相比本发明的有益效果为：通过利用扬尘监测模块实时监测施工环境中的扬尘浓度，同时利用路况监测模块实时预测行人运动轨迹，自动对喷淋作业进行动态调整，降低对周边交通状况的影响。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明的逻辑流程图；
图3是喷淋头的放大示意图；
图4是喷淋头的横向剖视图；
图5是喷淋头的纵向剖视图；
图6是图4的结构爆炸示意图；
图7是喷头的结构放大示意图；
图8是活塞头的结构放大示意图；
附图中标记：1、三通管；2、喷头；3、外螺纹接头；4、内螺纹接头；5、第一喷嘴；6、第二喷嘴；7、活塞头；8、横向通孔；9、连接孔；10、盖板；11、密封管；12、内衬管；13、弹簧；14、电磁铁；15、铁帽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。
如图1至图2所示，本发明的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，包括扬尘监测模块、路况监测模块、控制模块、喷淋模块和调节模块。
在具体使用过程中，扬尘监测模块监测施工范围内的扬尘浓度并发送给控制模块，控制模块将扬尘浓度与预设阈值进行比较，若扬尘浓度超过阈值，则生成启动喷淋指令并发送，若扬尘浓度未超过则生成暂停喷淋指令并发送；
同时，路况监测模块监测距离施工低点预设距离外的行人运动轨迹，并将行人运动轨迹转换成轨迹信号并发送给控制模块，控制模块在发出启动喷淋指令的同时开始接收轨迹信号，若轨迹信号代表有行人向施工地点移动，则生成角度调节指令并发送，若轨迹信号代表无行人向施工地点移动，则无动作；控制模块在角度调节指令发出后的预设时间内，若未接收到新的轨迹信号，则生成复位信号并发送，若接收到新的轨迹信号，则无动作；
喷淋模块接收控制模块发送的启动喷淋指令和暂停喷淋指令，并根据接收到的指令实施相应的喷淋作业；同时还接收控制模块发送的角度调节指令，并根据指令对喷淋角度进行调节；
通过利用扬尘监测模块实时监测施工环境中的扬尘浓度，同时利用路况监测模块实时预测行人运动轨迹，自动对喷淋作业进行动态调整，降低对周边交通状况的影响。
具体的，扬尘监测模块的工作原理是通过检测空气中的颗粒物浓度来实现的；它采用激光散射技术或光吸收技术等方法，将空气中的颗粒物与激光或光束相互作用，通过对散射或吸收光线的测量来确定颗粒物的浓度；
更为具体的，当空气中的颗粒物通过设备时，激光或光线射向颗粒物，颗粒物散射或吸收部分光线，而另一部分未被散射或吸收的光线则被接收器接收，设备通过测量被接收的光线的强度和角度，计算出颗粒物的浓度，从而实现扬尘浓度的监测；此外，扬尘监测模块还可以通过气体红外检测技术检测有害气体的浓度，通过电子学传感器对环境参数进行实时监测，生成相关的数据信号并发送。
具体的，路况监测模块监测行人移动方向的方法有很多种，包括使用摄像头、传感器等设备；其中一种较为常见的方法是采用计算机视觉技术，通过分析图像或视频中行人的运动轨迹，来确定他们的移动方向；
具体实现方式可以通过物体识别和跟踪算法来实现，首先，需要将人与其他物体进行区分，并对其进行跟踪，然后分析其移动轨迹，根据其移动方向的矢量进行判断。
更为具体的，路况监测模块通过以下步骤对行人的运动轨迹进行预测：
S1、获取监测路段内的视频图像数据；
S2、截取视频图像中连续的多帧图像；
S3、对多帧图像中的行人进行特征点提取；这里特征点包括但不限于头顶、额头、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴、下巴、 肩膀、手肘、手腕、腰部、臀部、大腿、膝盖、腿、脚踝和脚趾；当然，上述特征点仅仅是较为典型的身体部位，其他能够被获取及利用的特征点也均在本发明的保护范围内，这里就不再进行赘述；
S4、将视频中无行人状态下的单帧图像规划生成三维坐标系；即将视频中的背景生成三维坐标系，并定义三维坐标系中的原点、方向以及单位长度；
S5、利用特征点在三维坐标系上的坐标变化，计算得到相邻两帧图像上相同特征点的运动向量，其中运动向量由前帧图像中特征点所在位置指向后帧图像中相同特征点所在位置；例如，同一特征点在前一帧图像中的坐标为（a,b,c），在后一帧图像中的坐标为（x,y,z）,那么该特征点的运动向量则为（x-a,y-b,z-c）；
S6、多次计算不同组别的相邻两帧图像上相同特征点之间的运动向量，得到多个运动向量；
S7、对多个运动向量进行统计分析，预估出行人的运动轨迹；通过对多组连续的两帧图像进行运动向量计算分析，能够降低行人突然转向、掉头等情况对预测结果的影响，提升预测的精准度。
同时，还可以利用相邻两帧图像之间光流场的变化来预测行人的移动轨迹；其中光流场是指相邻两帧图像中每个像素点在时间上的变化量；更具体的说，它描述了相邻两帧图像中每个像素的位移量；在本实施例中，通过分析对比两个连续光流场，即两个连续帧之间像素的亮度变化来预估行人的移动方向。
具体的，控制模块接收扬尘浓度，控制模块将扬尘浓度与预设阈值进行比较，若扬尘浓度超过阈值，则生成启动喷淋指令并发送，若扬尘浓度未超过则生成暂停喷淋指令并发送；控制模块在发出启动喷淋指令的同时开始接收轨迹信号，若轨迹信号代表有行人向施工地点移动，则生成角度调节指令并发送，若轨迹信号代表无行人向施工地点移动，则无动作；控制模块在角度调节指令发出后的预设时间内，若未接收到新的轨迹信号，则生成复位信号并发送，若接收到新的轨迹信号，则无动作；
更为具体的，控制模块的组成会根据具体的应用场景和设计要求而有所不同；一般来说，控制模块包括以下几种基本元器件：负责处理数据和控制输入输出的微处理器或控制器、提供系统时钟信号的时钟模块、用于存储程序代码和相关数据的存储器、用于与外部设备进行通信的输入输出接口芯片、为控制器提供电源的电源管理芯片和令各接口间能够互相通信的信号转换芯片。
具体的，喷淋模块由喷淋泵、输水管道和若干喷淋头组成，如图3至图8所示，喷淋头包括：
三通管1，三通管1安装在输水管道上，三通管1上安装有喷头2，喷头2上设置有第一喷嘴5和第二喷嘴6，第一喷嘴5和第二喷嘴6呈180度分布，并且第一喷嘴5和第二喷嘴6所处高度不同；
活塞头7，活塞头7弹性且滑动安装在喷头2内，活塞头7上沿径向贯穿设置有横向通孔8，横向通孔8与第一喷嘴5和第二喷嘴6位于同一竖直面内，并且活塞头7上同轴设置有连接孔9，连接孔9连通横向通孔8与三通管1；
喷头2内部还安装有驱动单元，驱动单元用于控制活塞头7沿轴线方向移动；
在本实施例中，当控制模块发出喷淋指令时控制喷淋泵进行启动，此时活塞头7在弹性作用下使横向通孔8与第一喷嘴5连通，横向通孔8的另一端与喷头2内壁密封贴合，水流流经三通管1、连接孔9、横向通孔8并由第一喷嘴5雾化喷出；当控制模块发出角度调节指令时，控制驱动单元启动，使驱动单元驱动活塞头7升高，直至横向通孔8与第二喷嘴6连通，此时水雾由第二喷嘴6喷出，从而实现对喷淋角度的调节目的。
具体在本实施例中，活塞头7的外壁与喷头2内壁始终密封贴合，同时活塞头7与喷头2之间不会反生相对转动的情况。为了便于对喷头2进行组装和拆卸，三通管1上设置有外螺纹接头3，喷头2上设置有内螺纹接头4，喷头2依靠内螺纹接头4和外螺纹接头3固定安装在三通管1上；同时喷头2顶端可拆卸密封安装有盖板10，便于将活塞头7安装至喷头2内部。
更为具体的，喷头2顶端与活塞头7顶端之间安装有弹簧13，弹簧13始终处于压缩状态，驱动单元包括固定安装在喷头2顶端的电磁铁14和固定安装在活塞头7顶端的铁帽15，电磁铁14与调节模块电连接；控制模块直接控制电磁铁14的通断电，当电磁铁14通电时产生电磁力，从而对铁帽15产生向上的吸力，使活塞头7克服弹簧13的弹力向上移动，直至横向通孔8与第二喷嘴6连通，此时横向通孔8与第一喷嘴5错开连通，上述结构简单，生产成本低，运行稳定。
为了确保活塞头7升高后水流不会由第一喷嘴5雾化喷出，喷头2底部同轴设置有密封管11，活塞头7底端同轴设置有内衬管12，内衬管12滑动插入至密封管11内，并且内衬管12外壁与密封管11内壁始终保持密封贴合，此时密封管11和内衬管12形成可伸缩的密封通道，在活塞头7升高后，水流经由内衬管12进入至连接孔9，水流不会流经活塞头7底端与喷头2底端之间，从而避免水流由第一喷嘴5喷出的情况发生。
本发明的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，包括：
扬尘监测模块，用于监测施工范围内的扬尘浓度并发送；
路况监测模块，用于预测距离施工低点预设距离外的行人运动轨迹，并将行人运动轨迹转换成轨迹信号并发送；
控制模块，用于接收扬尘浓度，控制模块将扬尘浓度与预设阈值进行比较，若扬尘浓度超过阈值，则生成启动喷淋指令并发送，若扬尘浓度未超过则生成暂停喷淋指令并发送；
所述控制模块在发出启动喷淋指令的同时开始接收轨迹信号，若轨迹信号代表有行人向施工地点移动，则生成角度调节指令并发送，若轨迹信号代表无行人向施工地点移动，则无动作；
所述控制模块在角度调节指令发出后的预设时间内，若未接收到新的轨迹信号，则生成复位信号并发送，若接收到新的轨迹信号，则无动作；
喷淋模块，用于接收控制模块发送的启动喷淋指令和暂停喷淋指令，并根据接收到的指令实施相应的喷淋作业；并且还用于接收控制模块发送的角度调节指令，并根据指令对喷淋角度进行调节。
2.如权利要求1所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述路况监测模块在对行人的运动轨迹进行预测时，包括以下方法：
获取监测路段内的视频图像数据；
截取视频图像中连续的多帧图像；
对多帧图像中的行人进行特征点提取；
将视频中无行人状态下的单帧图像规划生成三维坐标系；
利用特征点在三维坐标系上的坐标变化，计算得到相邻两帧图像上相同特征点的运动向量，其中运动向量由前帧图像中特征点所在位置指向后帧图像中相同特征点所在位置；
多次计算不同组别的相邻两帧图像上相同特征点之间的运动向量，得到多个运动向量；
对多个运动向量进行统计分析，预估出行人的运动轨迹。
3.如权利要求1所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述路况监测模块在对行人的运动轨迹进行预测时，包括以下方法：
获取监测路段内的视频图像数据；
截取视频图像中连续的多帧图像；
对多帧图像中的行人进行特征点提取；
计算不同组别的相邻两帧图像之间光流场的变化量，得到光流向量；
对同一特征点在不同图像之间的光流向量进行统计分析，预估出行人的运动轨迹。
4.如权利要求2或3所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，利用预先训练的卷积神经网络对行人图像进行处理并提取特征点。
5.如权利要求1所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述喷淋模块由喷淋泵、输水管道和若干喷淋头组成，其中喷淋头包括：
三通管（1），所述三通管（1）安装在输水管道上，所述三通管（1）上安装有喷头（2），所述喷头（2）上设置有第一喷嘴（5）和第二喷嘴（6），所述第一喷嘴（5）和第二喷嘴（6）呈180度分布，并且所述第一喷嘴（5）和第二喷嘴（6）所处高度不同；
活塞头（7），所述活塞头（7）弹性且滑动安装在喷头（2）内，所述活塞头（7）上沿径向贯穿设置有横向通孔（8），所述横向通孔（8）与第一喷嘴（5）和第二喷嘴（6）位于同一竖直面内，并且所述活塞头（7）上同轴设置有连接孔（9），所述连接孔（9）连通横向通孔（8）与三通管（1）；
所述喷头（2）内部还安装有驱动单元，所述驱动单元用于控制活塞头（7）沿轴线方向移动。
6.如权利要求5所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述驱动单元包括固定安装在喷头（2）顶端的电磁铁（14）和固定安装在活塞头（7）顶端的铁帽（15），所述电磁铁（14）与控制模块电连接。
7.如权利要求6所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述喷头（2）顶端与活塞头（7）顶端之间安装有弹簧（13），所述弹簧（13）始终处于压缩状态。
8.如权利要求5所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述喷头（2）底部同轴设置有密封管（11），所述活塞头（7）底端同轴设置有内衬管（12），所述内衬管（12）滑动插入至密封管（11）内，并且内衬管（12）外壁与密封管（11）内壁始终保持密封贴合。
9.如权利要求7所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述喷头（2）顶端可拆卸密封安装有盖板（10），所述电磁铁（14）固定安装在盖板（10）上。
10.如权利要求5所述的建筑工地围挡自动控制喷淋装置，其特征在于，所述三通管（1）上设置有外螺纹接头（3），所述喷头（2）上设置有内螺纹接头（4），所述喷头（2）依靠内螺纹接头（4）和外螺纹接头（3）固定安装在三通管（1）上。
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