太阳能安全帽及其报警方法与流程

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能安全帽及其报警方法。

背景技术：

安全帽，是指对人头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用的帽子，其对小物体碰撞或冲击时起保护作用。通常的安全帽是通过缓冲减震作用、分散应力作用和生物力学机理等手段进行防护的。只有在危险发生时起到防护作用，而很多时候当危险降临时，对于人的生命安全已经造成了威胁。

目前安全帽只能预防小物体的碰撞作用，对后方或高速坠落物体无法起到有效预防作用，同时对接近的物体无法起到警示作用。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能安全帽及其报警方法，能够解决现有安全帽无法对危险情况起到有效预防作用的问题。

本发明实施例提供了一种报警方法，包括：

在目标区域内检测到移动物体的情况下，获取所述移动物体的移动信息；

对所述移动物体的移动信息进行解析，得到所述移动物体的移动方向和移动速度；

根据所述移动物体的移动速度计算所述移动物体的相距位置；

在所述移动物体的相距位置和移动方向达到目标设定值的情况下，生成报警信号。

进一步地，所述获取所述移动物体的移动信息包括：

采集所述移动物体的视频信息；

对所述移动物体的视频信息进行特征提取，获取所述移动物体在所述视频信息中每一帧视频图像的位置；

根据所述移动物体在每一帧所述视频图像中的位置，确定所述移动物体的移动信息。

进一步地，所述对所述移动物体的移动信息进行解析，得到所述移动物体的移动方向和移动速度包括：

将当前帧图像中的移动物体与上一帧图像中的移动物体进行比较，确定所述移动物体的位移变化和大小变化；

根据所述移动物体的位移变化，确定所述移动物体的移动方向；

获取所述上一帧图像和所述当前帧图像的时间间隔，根据所述时间间隔所述移动物体的大小变化确定所述移动物体的移动速度。

进一步地，所述获取所述移动物体的移动信息包括：

控制超声波传感器发射超声波脉冲；

接收所述移动物体反射的超声波脉冲，得到所述移动物体的移动信息。

进一步地，所述根据所述移动物体的移动速度计算所述移动物体的相距位置包括：

判断所述移动物体的移动方向是否是目标方向；

若否，则继续执行对所述移动物体的移动信息进行解析的步骤；

若是，则根据所述移动物体的移动速度，计算所述移动物体的相距位置。

进一步地，所述在所述移动物体的相距位置和移动方向达到目标设定值的情况下，生成报警信号包括：

判断所述移动物体的移动方向是否在目标方向差值范围内；

若否，则继续检测所述移动物体的移动方向；

若是，则根据所述移动物体的移动速度和相距距离计算反应时间；

在确定所述反应时间达到目标时间的情况下，生成报警信号。

本发明实施例还提供了一种太阳能安全帽，包括：

安全帽外壳；

检测单元，用于检测目标区域的信息；

处理单元，用于在所述检测单元检测到目标区域出现移动物体时，获取所述移动物体的移动信息，对所述移动物体的移动信息进行解析，得到所述移动物体的移动方向和移动速度，根据所述移动物体的移动速度计算所述移动物体的相距位置，在所述移动物体的相距位置和移动方向达到目标设定值的情况下，生成报警信号；

柔性太阳能电池组件，设置于所述安全帽外壳的外表面，用于将光能转换为电能，为所述太阳能安全帽中的其他用电部件供电。

进一步地，所述检测单元包括用于采集目标区域内的视频信息的图像传感器。

进一步地，所述检测单元包括用于超声波传感器；

所述超声波传感器，用于发送超声波脉冲，以所述超声波脉冲检测目标区域内的信息。

进一步地，所述安全帽外壳包括帽檐；

所述帽檐上设置有反光条。

本发明实施例与现有技术相比，其有益效果在于：本发明实施例在目标区域检测到移动物体的情况下，获取该移动物体的移动信息，对该移动物体的移动信息进行解析，得到该移动物体的移动方向和移动速度，根据该移动物体的移动速度计算该移动物体的相距距离，在该移动物体的相距距离和移动方向达到目标设定值时，将生成报警信号。本发明实施例实时检测安全帽佩戴人的周围信息，当安全帽佩戴人的四周出现危险情况，如出现高空落物、后方视觉盲区出现来车等情况时，及时对安全帽佩戴人发出报警信号，确保佩戴人的安全，起到高效及时的预防作用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明一实施例提供的太阳能安全帽的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的报警方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的太阳能安全帽，其中，1-1为安全帽外壳，其上敷设柔性太阳能电池组件，该柔性太阳能电池组件用于将光能转换为电能，并作为供电电源为该太阳能安全帽中的其他用电部件供电，1-2为检测单元，该检测单元按照检测的要求，放置在该安全帽外壳的不同位置，用于检测目标区域内的信息，当有物体从头顶、左右和后方等视觉盲区袭来时，该检测单元将检测到的信息发送给处理单元进行进一步地的判断，处理单元可以根据移动物体的来袭速度及距离发出报警信号，该报警信号包括蜂鸣报警、震动报警等。1-3为设置在太阳能安全帽帽檐的反光条，该反光条能够在夜间或者光线不佳的情况下起标识作用，1-4为设置在帽檐内的储电单元，该出点单元与柔性太阳能电池组件相连接，用于存储柔性太阳能电池组件转化的电量，1-5为设置在安全帽外壳上，用于固定帽绳的挂钩。

在本发明实施例中，检测单元包括图像传感器、超声波发生器或其他检测装置，具体可以根据实际需要进行放置及选择，如可以在安全帽外壳的上方安装图像传感器，在安全帽外壳的四周安装超声波传感器，以该图像传感器采集安全帽上方的视频信息，以超声波发生器检测安全帽四周的环境信息，该检测单元的设置以能够保证全部覆盖安全帽佩戴人的周围信息为基本要求。处理单元可以设置在安全帽外壳的帽檐下，也可以按照安全帽的生产要求进行适当的调整。处理单元与检测单元之间可以采用有线连接，也可以采用无线的方式进行连接。当检测单元在其检测区域内检测到移动物体时，处理单元根据检测单元检测到的信息，获取该移动物体的移动信息，并根据该移动物体的移动信息进行处理后，判断该移动物体的运动方向和运动距离，该处理单元在判断安全帽佩戴人到有物体朝头部袭来时判断该物体的速度和距离，当达到一定的速度及距离时，该处理单元控制报警单元发出报警信号。报警单元包括蜂鸣器、振动器等，蜂鸣器设置在安全帽外壳上，该振动器可以设置在安全帽外壳的内部，蜂鸣器就会发出报警声，振动器进行振动，提醒人员躲避。具体地，在太阳能安全帽的顶部、左侧、右侧及后方均设有检测单元及报警器，可以完美覆盖视觉盲区，避免危险，保护人身安全。

在本实施例中，该太阳能安全帽通过柔性太阳能电池组件进行光电转换，为储电单元供电，以该储电单元做给供电电源，不需要外部电源即可工作，但是在实际应用中，为了防止因为光线较弱导致柔性太阳能电池组件的转化效率低下引起储电单元的存储电量不足，或者是方便在没有其他电源的情况下使用太阳能安全帽为其他设备充电，本申请提供的太阳能安全帽上设置有若干接口，若干该接口与储电单元相连接，该接口的类型可以按照实际需要进行设置。

图2示出了本发明实施例提供的太阳能安全帽的报警方法，包括：

s101，在目标区域内检测到移动物体的情况下，获取所述移动物体的移动信息；

s102，对所述移动物体的移动信息进行解析，得到所述移动物体的移动方向和移动速度；

s103，根据所述移动物体的移动速度计算所述移动物体的相距位置；

s104，在所述移动物体的相距位置和移动方向达到目标设定值的情况下，生成报警信号。

具体地，在步骤s101中，检测单元检测其目标区域内的环境情况，该目标区域指的是该检测单元能够检测的区域，当检测单元检测到其检测区域内出现移动物体时，向处理单元发送检测信号，处理单元将从检测单元读取相关的数据，并获取该移动物体的移动信息。本实施例中，以安全帽佩戴者为静止参照物，以安全帽佩戴人周围环境的其他物体为移动参照物。例如，当安全帽佩戴人行走，在前方出现固定静止的尖锐物品时，以安全帽佩戴人为静止参照物，以该尖锐物品作为移动物体进行检测。

在步骤s101中，该检测单元可以通过图像传感器和超声波发生器实现相关的检测功能，当检测单元为图像传感器时，该图像传感器用于采集所述移动物体的视频信息，处理单元对所述移动物体的视频信息进行特征提取，获取所述移动物体在所述视频信息中每一帧视频图像的位置，根据所述移动物体在每一帧所述视频图像中的位置，确定所述移动物体的移动信息。当检测单元为超声波发生器的情况下，该处理单元控制该超声波发生器发射超声波脉冲，该超声波脉冲经过该移动物体反射后，该处理单元接收该移动物体反射的超声波脉冲，得到该移动物体的移动信息。

在步骤s102中，处理单元对其获取的移动信息进行解析，得到该移动物体的移动方向和移动方向，具体地，当检测单元为图像传感器，处理单元得到该检测单元的视频图像后，按照时间间隔间隔获取该视频图像中的若干帧图像，将当前帧图像中的移动物体与上一帧图像中的移动物体进行比较，确定该移动物体的位移变化和大小变化，根据所述移动物体的位移变化，确定所述移动物体的移动方向，获取所述上一帧图像和所述当前帧图像的时间间隔，根据所述时间间隔所述移动物体的大小变化确定所述移动物体的移动速度。具体地，在物体移动过程中，若方向为直线运动，未发生移动线路的改变，则该物体在视频信息中的大小将发生变化，因此在本步骤中，若检测单元为图像传感器，则处理单元可以利用图像特征提取的方法获取在所拍摄的视频的移动物体，并对该图像中的移动物体进行解析，得到该移动物体的移动方向和移动速度。若该检测单元为超声波发生器时，处理单元可以利用超声波原理，计算并获得该移动物体的移动方向和移动速度。

在步骤s103中，为了减少不必要的计算消耗及能量消耗，处理单元对该移动物体的移动方向进行判断，以安全帽佩戴人的位置为坐标原点，以所有朝向该坐标原点的方向为目标方向，处理单元判断该处理单元判断该移动物体的移动方向是否是该目标方向，若否，则继续执行对该移动物体的移动信息进行解析的步骤，若是，则根据该移动物体的移动速度，计算该移动物体具体该坐标原点的相距位置。

在步骤s104中，处理单元判断该处理单元判断该移动物体的移动方向是否在该目标方向的差值范围内，若否，则继续检测该移动物体的移动方向，若是，则根据该移动物体的移动速度，计算该移动物体具体该坐标原点的相距位置。具体地，因为坐标原点为理论原点，且安全帽佩戴人具体由一定的体积，在该坐标原点的一定范围出现坠落物、高速移动物体或者尖锐物等军对安全帽佩戴人造成伤害，因此在本申请中，设置移动物体与目标原点之间的目标方向差值，以移动物体与目标原点之间的直线方向的角度为0°，当该移动物体的移动方向与目标方向超过±10°时，处理单元将不再检测该移动物体的移动速度及叜执行后续处理步骤，当移动物体的移动目标与目标方向在±10°以内，则处理单元根据该移动物体与坐标原点的相距位置和移动速度计算反应时间，在该反应时间达到目标时间的情况下，生成报警信号，以该报警信号通知安全帽佩戴人。该反应时间预先进行数据统计及分析得到，该反应时间根据移动物体距离安全帽佩戴人的相距位置、移动速度和移动方向确定，不同的移动速度对应不同的反应时间，在具体实施过程中，该反应时间的设定以该安全帽佩戴人能够根据报警信号做出相应的避险措施为基本要求。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或者单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置或者单元，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。