电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于作业安全装备与作业质量监管装置【技术领域】，是电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，包括帽本体、摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器和电源，摄像机固定在帽本体的一侧，用以采集作业的视场影像，激光标示器固定在摄像机的上方，用以通过矩形激光标示摄像机的视场范围；照明灯固定在帽本体的前部，环境光传感器固定在帽本体的前部，麦克风和耳机为一体式结构，固定在帽本体的另一侧，微控制器固定在帽本体的后部，包括含微处理器以及与微处理器连接的存储器、扩展存储器、卫星定位器和接口，电源固定在所述帽本体的后部。本实用新型结构简单，可以有效消除作业监护人的关键信息缺失。
【专利说明】电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于作业安全装备与作业质量监管装置【技术领域】，涉及一种安全帽， 具体的说是电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽。
【背景技术】
[0002] 众所周知，现场标准化作业的核心三要素是安全、质量及效率，有效的监管手段及 机制，是三要素"落地"的根本保障。近年来，电力、煤矿等典型行业大力推行现场标准化作 业，并积极引用现代科技辅助手段，对改善安全生产状况起到了一定的效果，但限于智能辅 助手段欠充分，导致作业现场三要素管控机制一直没能有效健全，严重制约了企业的可持 续发展。
[0003] 目前，应用智能装备技术手段推进现场标准化作业监管，供电企业生产现场管理 方法具有典型的代表性。其方法要点是，依据《GB26859-2011电力安全工作规程（电力线路 部分)》的工作监护制要求，设置现场监护人若干名，每位现场施工人员均在监护人监管下 工作。现场监护人可手持专用PDA，采集现场信息，发布指令，实时监管现场施工的安全、质 量及效率。
[0004] 检索发现，申请号为201220415314. 4的中国专利申请公开了《信息化自动摄像安 全帽及应用其的智能施工管理系统》，本实用新型公开了一种信息化自动摄像安全帽，包括 安全帽本体，其帽沿上箍设有安装支架，安装支架的前部设有内装有无线信号发射电路的 控制盒、与控制盒电联接的摄像头和可外接数据存储器的数据储存模块，安全帽本体的前 部设有可拆装的主照明灯，控制盒和主照明灯上均设有电源接口。本实用新型还公开了应 用了上述安全帽的智能施工管理系统。本实用新型的安全帽利用摄像头进行拍摄录像，控 制盒将之处理成无线信号发射出去，与外界实时通信，并且储存数据。本实用新型的管理系 统可与信息化自动摄像安全帽配套使用。本实用新型可广泛应用于现场工程中，提高监理 质量。
[0005] 以上现有专利和现有供电企业的生产现场管理主要存在如下关键问题：
[0006] ⑴监护人员对关键信息的采集缺失。绝大多数情况下，施工人员面对作业对象，监 护人处于施工人员的背后且有一定距离，导致监护人难以直接观察到施工人员面对的关键 作业点，监管实效大打折扣。
[0007] ⑵监护人员与施工人员语音交互不畅。施工人员常处于高空作业，传统便携对讲 系统，施工人员作业过程中，难以再腾出手进行操作，及时语音交互极为不便。
[0008] ⑶施工人员个人防护欠缺。现行工作方法中，只有监护人可配备高精度卫星定位 器，配合电力设备GIS(Geographic Information System,地理信息系统)，实现高危区域进 入告警。而施工人员均没有配备，导致施工人员在进入高危作业区域工作时，没有得到预先 告警，存在重大安全隐患。 实用新型内容
[0009] 本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供电力可穿戴智能 装备中的一种智能安全帽，可以实现激光标示成像角与摄像机视场角的智能同步，可有效 消除监护人信息缺失。
[0010] 本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：
[0011] 电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，包括帽本体、摄像机、激光标示器、照 明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器和电源；摄像机固定在帽本体的一侧，用以采 集作业的视场影像；激光标示器平行固定在摄像机的上方或下方，用以通过矩形激光标示 摄像机的视场范围；麦克风和耳机固定在帽本体的另一侧，用以拾音和放音；照明灯固定 在帽本体的前部，用以为摄像机视场提供辅助照明；环境光传感器固定在帽本体的前部，并 通过微控制器与照明灯的开关连接，用以自动控制辅助照明灯的开启和关闭；微控制器固 定在帽本体的后部，其具有集成的扩展存储器、卫星定位器和接口，用以智能管理摄像机、 激光标示器、麦克风和耳机以及作业人员的现场地理位置信息；电源固定在帽本体的后部， 用以为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器供电；
[0012] 摄像机含有实现其变焦的第一变焦电机，用以在手动开关的驱动下改变摄像机的 焦距；激光标示器含有实现其变焦的第二变焦电机，用以受控于微控制器改变其焦距，实现 激光标示成像角与摄像机视场角成像同步拟合；第一变焦电机和第二变焦电机都与微控制 器通信连接。
[0013] 这样，本实用新型简单巧妙的将激光标示器设置在摄像机的上方或下方，摄像机 的变焦电机在手动开关的驱动下改变摄像机的焦距，同时，摄像机变焦数字信号发送到微 控制器，由微控制器产生激光标示器变焦数字信号，驱动激光标示器变焦电机自动变焦，激 光标示器发射的矩形光标，其成像与与摄像机视场智能随动拟合，从而实现激光标示成像 角与摄像机视场角的智能同步，实现光标成像与摄像机视场边缘拟合，即摄像视场与光标 成像同步拟合，达到摄制图像所得即所见的目的。
[0014] 本实用新型进一步限定的技术方案是：
[0015] 前述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其中帽本体的上下左右都固定 有燕尾形安装插槽，摄像机、照明灯、麦克风、耳机和微控制器底部都固定有与安装插槽形 状相配合的固定插板，摄像机通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体一侧，照明灯 通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体的前部，麦克风和耳机通过固定插板与安装 插槽的插接固定在所述帽本体的另一侧，微控制器通过固定插板与安装插槽的插接固定在 所述帽本体的后部。
[0016] 前述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其中摄像机采用微型高清CCD， 激光标不器米用微型矩形激光灯，照明灯米用LED光源，环境光传感器米用基于IC的光电 二极管、光敏电阻或光电晶体管。
[0017] 前述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其中麦克风和耳机为一体式结 构，所述麦克风和耳机的一体式结构通过所述固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本 体上。
[0018] 前述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，微控制器为ARM系列处理器， ARM系列处理器为TI的Cortex-A15处理器AM5K2Ex、TI的Cortex-A9处理器AM437x或 SAMSUNG 的 Cortex-A8 处理器 S5PV210。
[0019] 前述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其中摄像机固定在帽本体的左 侦牝麦克风和耳机固定在帽本体的右侧。
[0020] 本实用新型的微控制器、环境光传感器及其它电子模块以完全采用现有模块或器 件作为相应单元，将其组合连接在一起即可实现上述技术方案，因此切实可行。
[0021] 本实用新型对比已有技术具有以下创新点：⑴使用施工人员头戴摄像机，并实时 传输，弥补了监护人的关键监控盲点；⑵使用激光标示器、环境光传感器、辅助照明灯，增强 了摄像机的采集精度和准确度；⑶安全帽本体上，模块化集成部署摄像机、激光标示器、照 明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、智能安全帽微处理机、电源，极大提升了安全帽的综合 功效；⑷辅助照明灯的开和闭，由环境光传感器自动控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是本实用新型的结构俯视图。
[0023] 图2是本实用新型的结构主视图。
[0024] 图3是本实用新型的结构后视图。
[0025] 图4是本实用新型激光标示器与摄像头的智能同步连动系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1
[0027] 本实施例提供电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，结构如图1-3所示，包 括帽本体1、摄像机、激光标示器、照明灯2、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器3和电 源，安全帽本体结构及功能，完全符合《安全帽标准（GB2811-2007)》的要求；摄像机固定在 帽本体的一侧，用以采集作业的视场影像；激光标示器平行固定在摄像机的上方，用以通过 矩形激光标示摄像机的视场范围；照明灯固定在帽本体的前部，用以为摄像机视场提供辅 助照明；环境光传感器固定在帽本体的前部，并与照明灯的开关连接，用以自动控制辅助照 明灯的开和关；麦克风和耳机为一体式结构，固定在帽本体的另一侧，用以拾音和放音；微 控制器固定在帽本体的后部，其具有集成的扩展存储器、卫星定位器和接口，用以自动控制 摄像机、激光标示器、麦克风和耳机以及采集作业人员的现场地理位置信息；电源固定在所 述帽本体的后部，用以为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控 制器供电。
[0028] 摄像机采用微型高清(XD，插接于智能安全帽本体一侧，采集作业的视场影像；激 光标示器采用微型矩形激光灯，可与摄像机一体化设计，以矩形激光标示摄像机的视场范 围；辅助照明灯采用LED光源，插接于智能安全帽本体前部，为摄像机视场提供辅助照明； 环境光传感器可采用基于IC的单片光电二极管、光敏电阻或光电晶体管等光敏元件，封装 插接于智能安全帽本体前部，自动控制辅助照明灯开和关；麦克风、耳机为一体式结构，插 接于智能安全帽本体另一侧，高灵敏、定向拾音和放音；智能安全帽微控制器，插接于智能 安全帽本体后部，支持智能安全帽系统的自动控制、作业人员的现场地理位置信息采集；微 控制器为ARM处理器，ARM系列处理器可以是为TI的Cortex-A15处理器AM5K2Ex、TI的 Cortex-A9处理器AM437x或SAMSUNG的Cortex-A8处理器S5PV210。；电源采用可充电锂电 池组，可与智能安全帽微控制器一体化设计，为智能安全帽系统供电。本实施例中，帽本体 的上下左右都固定有燕尾形安装插槽4,摄像机、照明灯、麦克风、耳机和微控制器底部都固 定有与安装插槽形状相配合的固定插板，摄像机通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽 本体一侧，照明灯通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体的前部，麦克风和耳机的 一体式结构通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体上，微控制器通过固定插板与安 装插槽的插接固定在所述帽本体的后部。现场视频及音频信号实时编码存储，通过开关实 现启、停，开关具备手动和语音控制智能动作，开关的智能动作，通过智能安全帽微控制器 控制实现；现场视频及音频信号，可按智能安全帽微控制器的程控预置，智能分段循环存储 于安全帽微控制器的扩展存储器中；卫星定位器可支持GPS(Global Positioning System, 全球定位系统）或BDS (BeiDou Navigation Satellite System,北斗卫星导航系统）。
[0029] 如图4所示，摄像机5含有实现其变焦的第一变焦电机6,用以在手动开关的驱动 下改变摄像机的焦距；激光标示器7含有实现其变焦的第二变焦电机8,用以受控于微控制 器改变其焦距，实现激光标示成像角与摄像机视场角成像同步拟合；第一变焦电机6和第 二变焦电机8都与微控制器通信连接，本实施例中微控制器用以将获取的摄像机变焦信号 根据下式转成激光标示器的变焦信号发送给第二变焦电机，驱动第二变焦电机实现激光标 示成像角与摄像机视场角的智能同步，即摄像视场与光标成像同步拟合，达到摄制图像所 得即所见的目的。
[0030]
【权利要求】
1. 电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，包括帽本体、摄像机、激光标示器、照明 灯、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器和电源，其特征在于：所述摄像机固定在所述帽 本体的一侧，用以采集作业的视场影像；所述激光标示器平行固定在所述摄像机的上方或 下方，用以通过矩形激光标示摄像机的视场范围；所述麦克风和耳机固定在所述帽本体的 另一侧，用以拾音和放音；所述照明灯固定在所述帽本体的前部，用以为摄像机视场提供辅 助照明；所述环境光传感器固定在所述帽本体的前部，并通过所述微控制器与所述照明灯 的开关连接，用以自动控制辅助照明灯的开启和关闭；所述微控制器固定在所述帽本体的 后部，其具有集成的扩展存储器、卫星定位器和接口，用以智能管理摄像机、激光标示器、麦 克风和耳机以及作业人员的现场地理位置信息；所述电源固定在所述帽本体的后部，用以 为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器供电； 所述摄像机含有实现其变焦的第一变焦电机，用以在手动开关的驱动下改变所述摄像 机的焦距；所述激光标示器含有实现其变焦的第二变焦电机，用以受控于所述微控制器改 变其焦距，实现激光标示成像角与摄像机视场角成像同步拟合；所述第一变焦电机和第二 变焦电机都与所述微控制器通信连接。
2. 如权利要求1所述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其特征在于：所述 帽本体的上下左右都固定有燕尾形安装插槽，所述摄像机、照明灯、麦克风、耳机和微控制 器底部都固定有与所述安装插槽形状相配合的固定插板，所述摄像机通过固定插板与安装 插槽的插接固定在帽本体一侧，所述照明灯通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体 的前部，所述麦克风和耳机通过固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本体的另一侧， 所述微控制器通过固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本体的后部。
3. 如权利要求1或2所述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其特征在于：所述摄像机采用微型高清CCD，所述激光标示器采用微型矩形激光灯，所述照明灯采用LED 光源，所述环境光传感器米用基于1C的光电二极管、光敏电阻或光电晶体管。
4. 如权利要求2所述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其特征在于：所述 麦克风和耳机为一体式结构，所述麦克风和耳机的一体式结构通过所述固定插板与安装插 槽的插接固定在所述帽本体上。
5. 如权利要求1或2所述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其特征在于：所述微控制器为ARM系列处理器，所述ARM系列处理器为TI的Cortex-A15处理器AM5K2EX、 TI 的 Cortex-A9 处理器 AM437x 或 SAMSUNG 的 Cortex-A8 处理器 S5PV210。
6. 如权利要求1或2所述的电力可穿戴智能装备中的一种智能安全帽，其特征在于：所述摄像机固定在所述帽本体的左侧，所述麦克风和耳机固定在所述帽本体的右侧。
【文档编号】A42B3/30GK204132519SQ201420525302
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】唐晓彤, 朱锡锋, 林万才, 徐立乾, 陈红卫 申请人:苏沃智能科技江苏有限公司