CN219353177U - 一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔。本实用新型信息处理模块用于收集语音交互模块、摄像模块采集的信号，将摄像模块采集的图像通过AR信息显示模块显示；同时信息处理模块与无线通信模块通过接口连接，通过无线通信模块无线传输信号，并带有蓄电电池，为其余模块供电；AR信息显示模块通过信息处理模块显示目标图像信息；语音交互模块为具有声音收发功能的耳机；摄像模块包括高倍变焦摄像头和红外摄像头。本实用新型通过把AR信息显示模块与语音交互设备，无线通信设备相结合，将高空巡查情况实时反馈给地面协作人员，信息传达和交流更高效，操作更方便。AR信息显示模块可拆卸安装于安全帽下，根据需求安装与拆除。

Description

一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔

技术领域

本实用新型属于AR设备技术领域，具体涉及一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔。

背景技术

我国拥有庞大的国土面积，也拥有世界上最庞大、最复杂的电网系统。据国家电网数据显示，我国110KV高压线路总长已超过150万千米。如此庞大的电网规模，不可避免的为线路巡检带来了巨大挑战。以往电网的巡检工作，是巡检员拿着望远镜一点点观测，或踩在离地面数百米的高空中一步步进行检查的。随着我国电网规模迎来爆发式的增长，电网用户基数越来越大，与之而来面对电力设备运维和巡检的工作强度也越来越大。

目前高空巡检作业方式效率普遍较低，已经不适合现如今电网巡除了工作强度高，电网人工巡检效率普遍较低。据部分国家电网分公司报道，通常一个班组一天只能巡视2-4座杆塔，且地面观测效果也不尽如人意。另外，人工巡检也不利于电网数据后期处理，与电网运维质量和电网发展需求愿景相去甚远。

通过增强现实技术与无线通信设备的有效结合可以解决高空巡检过程中的协同作业问题，但是目前已有的AR信息显示模块设备并没有考虑到实际施工现场的工作环境，在功能上AR信息显示模块没有考虑到佩戴固定及安全方面。另外，高空作业还存在风速较大等情况，如果遇到雨雪天气，在视野受阻的情况下，戴着AR信息显示模块恐怕会成为巡检人员的负担。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔。在现有技术上进行改进与优化，增加语音交互系统、无线通信模块，具备协同工作，指导操作，防护功能、违规操作警示等优点。同时与巡检人员佩戴的安全帽相结合，提高了易配性与便捷性，解决了现在的AR排查故障的设备不具备防护功能的问题。

本实用新型包括安全盔主体、AR信息显示模块、语音交互模块、无线通信模块、信息处理模块和摄像模块；AR信息显示模块、语音交互模块、无线通信模块、信息处理模块、摄像模块均安装于安全盔主体上。摄像模块安装在安全盔主体的帽檐上方，AR信息显示模块设置在与摄像模块同侧帽檐下方；语音交互模块对称设置在帽檐的两侧，信息处理模块设置在帽檐上方，与AR信息显示模块、摄像模块相对设置；信息处理模块上方嵌有无线通信模块；

信息处理模块与AR信息显示模块、语音交互模块、摄像模块通过电线电连接，用于收集语音交互模块、摄像模块采集的信号，将摄像模块采集的图像通过AR信息显示模块显示；同时信息处理模块与无线通信模块通过接口连接，通过无线通信模块无线传输信号，并带有蓄电电池，为其余模块供电；

AR信息显示模块通过信息处理模块显示目标图像信息；语音交互模块为具有声音收发功能的耳机；摄像模块包括高倍变焦摄像头和红外摄像头，高倍变焦摄像头居中，红外摄像头靠左。

所述的电线集成于头盔主体内部。

所述的AR信息显示模块为AR眼镜，在与摄像模块同侧帽檐下方对称开设有用于安装AR信息显示模块的安装槽；AR眼镜底部两镜片中间有承托鼻梁的支架，顶部左右各有一个凸起结构与安全帽安装槽卡接，可拆卸设置在安全盔支架上。

所述的AR眼镜采用衍射光波导镜片。

所述的信息处理模块侧壁开有用于充电和传输数据的type-c数据接口。

所述的无线通信模块包括蓝牙5.0通信模组和5G通信模组，与信息处理模块通过串口卡接，实现远端传输数据或近距离设备连接。

所述的语音交互模块为设置在帽檐的两侧耳机，每侧耳机均包括外壳结构、触摸板、扬声器和麦克风，外壳结构外侧安装有用于输入和操作的触摸板，外壳结构内侧安装有扬声器，外壳结构前方靠下部位设置有麦克风。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.通过把AR信息显示模块与语音交互设备，无线通信设备相结合，将高空巡查情况实时反馈给地面协作人员，信息传达和交流更高效，操作更方便。

2.考虑到高空巡检作业的特殊工作环境，将AR信息显示模块可拆卸安装于安全帽下，根据需求安装与拆除，且安装便捷。

附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为本实用新型后视结构示意图；

图3为本实用新型仰视结构示意图；

图4为图1中AR信息显示模块的的安装结构示意图；

图5为图4中A处的局部放大图

图6为本实用新型信息处理模块和摄像模块的结构示意图；

图7为本实用新型语音交互模块结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如上所述，目前高空巡检作业方式效率普遍较低，已经不适合现如今电网巡除了工作强度高，电网人工巡检效率普遍较低。通过增强现实技术与无线通信设备的有效结合可以解决高空巡检过程中的协同作业问题，但是目前已有的AR信息显示模块设备并没有考虑到实际施工现场的工作环境，在功能上AR信息显示模块没有考虑到佩戴固定及安全方面。另外，高空作业还存在风速较大等情况，如果遇到雨雪天气，在视野受阻的情况下，戴着AR信息显示模块已经成为巡检人员的负担。

为解决以上问题，本实用新型提供了一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔设备，在现有技术上进行改进与优化，增加语音交互系统、无线通信模块，具备协同工作，指导操作，防护功能、违规操作警示等优点。同时与巡检人员佩戴的安全帽相结合，提高了易配性与便捷性，解决了现在的AR排查故障的设备不具备防护功能的问题。

下面结合附图对本实用新型实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和2所示，一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔，包括安全盔主体1、AR信息显示模块2、语音交互模块3、无线通信模块4、信息处理模块5和摄像模块6；AR信息显示模块2、语音交互模块3、无线通信模块4、信息处理模块5、摄像模块6均安装于安全盔主体1上。摄像模块6安装在安全盔主体1的帽檐上方，AR信息显示模块2设置在与摄像模块6同侧帽檐下方；语音交互模块3对称设置在帽檐的两侧，信息处理模块5设置在帽檐上方，与AR信息显示模块2、摄像模块6相对设置；信息处理模块5上方嵌有无线通信模块4。

信息处理模块5与AR信息显示模块2、语音交互模块3、摄像模块6通过电线电连接(电线集成于头盔主体内部)，用于收集语音交互模块3、摄像模块6采集的信号，将摄像模块6采集的图像通过AR信息显示模块2显示；同时信息处理模块5与无线通信模块4通过接口连接，通过无线通信模块4无线传输信号，并带有蓄电电池，为其余模块供电；

AR信息显示模块2通过信息处理模块5显示目标图像信息(即高空作业中电力设备工作状态)；语音交互模块3为具有声音收发功能的耳机；摄像模块6用于获取外界图像和红外信息，包括高倍变焦摄像头61和红外摄像头62，高倍变焦摄像头61居中，用于观察目标图像信息；红外摄像头62靠左，用于获取目标红外温度信息。

如图3～5所示，AR信息显示模块2为AR眼镜，在与摄像模块6同侧帽檐下方对称开设有用于安装AR信息显示模块的安装槽11；本实施例中AR眼镜底部两镜片中间有承托鼻梁的支架21，顶部左右各有一个凸起结构22与安全帽安装槽11卡接，可拆卸设置在安全盔支架上。AR眼镜采用基于LCoS的衍射光波导镜片，能够显示增强现实图像；

如图6所示，信息处理模块5右侧开有用于充电和传输数据的type-c数据接口51。

本实施例中信息处理模块内部集成了高通骁龙处理器、4-GB LPDDR4x系统DRAM内存、64-GB UFS 2.1储存卡、加速度计、陀螺仪、磁力仪、type-c数据接口、锂电池。高通骁龙处理器、4-GB LPDDR4x系统DRAM内存、64-GB UFS 2.1储存卡、加速度计、陀螺仪、磁力仪、USB C接口、锂电池。通过集成在安全盔支架上的线缆与AR信息显示模块、摄像模块、语言交互模块连接。

所述无线通信模块包括蓝牙5.0通信模组和5G通信模组，与信息处理模块通过串口卡接，实现远端传输数据或近距离设备连接。

如图7所示，本实施例中语音交互模块3为设置在帽檐的两侧耳机，每侧耳机均包括外壳结构31、触摸板32、扬声器33和麦克风34，外壳结构31外侧安装有用于输入和操作的触摸板32，外壳结构31内侧安装有扬声器33用于传达声音信息，外壳结构31前方靠下部位设置有用于输入声音信息的麦克风34。

巡检人员佩戴AR信息显示模块进行高空协同作业时，摄像模块6的红外摄像头和高倍变焦摄像头，朝向AR信息显示模块前端的观察目标；高倍变焦摄像头用于观察目标图像信息，红外摄像头用于获取目标红外温度信息以检测电力设备温度异常升高的参数和位置。摄像模块将采集的图像和获取目标红外温度信息发送给信息处理模块，信息处理模块将图像和获取目标红外温度信息显示在AR信息显示模块上显示高空作业中电力设备工作状态；巡检人员和总台之间通过语音交互模块、信息处理模块和无线通信模块，及时沟通并将所显示的情况实时传输给地面协作人员。既提高了巡检效率，又可以准确获取巡检区域内电力设施情况，方便巡检人员及时快速的处理故障。

Claims (5)

1.一种应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔，其特征在于：包括安全盔主体、AR信息显示模块、语音交互模块、无线通信模块、信息处理模块和摄像模块；AR信息显示模块、语音交互模块、无线通信模块、信息处理模块、摄像模块均安装于安全盔主体上；摄像模块安装在安全盔主体的帽檐上方，AR信息显示模块设置在与摄像模块同侧帽檐下方；语音交互模块对称设置在帽檐的两侧，信息处理模块设置在帽檐上方，与AR信息显示模块、摄像模块相对设置；信息处理模块上方嵌有无线通信模块；

信息处理模块与AR信息显示模块、语音交互模块、摄像模块通过电线电连接，用于收集语音交互模、摄像模块采集的信号，将摄像模块采集的图像通过AR信息显示模块显示；同时信息处理模块与无线通信模块通过接口连接，通过无线通信模块无线传输信号，并带有蓄电电池，为其余模块供电；

AR信息显示模块通过信息处理模块显示目标图像信息；语音交互模块为具有声音收发功能的耳机；摄像模块包括高倍变焦摄像头和红外摄像头，高倍变焦摄像头居中，红外摄像头靠左；

所述的AR信息显示模块为AR眼镜，在与摄像模块同侧帽檐下方对称开设有用于安装AR信息显示模块的安装槽；AR眼镜底部两镜片中间有承托鼻梁的支架，顶部左右各有一个凸起结构与安全帽安装槽卡接，可拆卸设置在安全盔支架上；

所述的信息处理模块内部集成了高通骁龙处理器、4-GB LPDDR4x系统 DRAM内存、64-GB UFS 2.1储存卡、加速度计、陀螺仪、磁力仪、type‐c数据接口、锂电池；高通骁龙处理器、4-GB LPDDR4x 系统DRAM内存、64-GB UFS 2.1储存卡、加速度计、陀螺仪、磁力仪、type‐c数据接口、锂电池通过线缆与AR信息显示模块、摄像模块、语言交互模块连接；

所述的无线通信模块包括蓝牙5.0通信模组和5G通信模组，与信息处理模块通过串口卡接，实现远端传输数据或近距离设备连接。

2.如权利要求1所述的应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔，其特征在于：所述的电线集成于头盔主体内部。

3.如权利要求1所述的应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔，其特征在于：所述的AR眼镜采用衍射光波导镜片。

4.如权利要求1所述的应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔，其特征在于：所述的信息处理模块侧壁开有用于充电和传输数据的type‐c数据接口。

5.如权利要求1所述的应用于高空协同作业的增强现实智能安全盔，其特征在于：所述的语音交互模块为设置在帽檐的两侧耳机，每侧耳机均包括外壳结构、触摸板、扬声器和麦克风，外壳结构外侧安装有用于输入和操作的触摸板，外壳结构内侧安装有扬声器，外壳结构前方靠下部位设置有麦克风。