一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备及其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，通过在建筑上布置多种传感器，识别高空坠物，并根据识别结果控制坠物拦截与回收装置对坠物进行精准拦截与自主回收；本发明专利技术还提供了一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备的使用方法，通过多种传感器数据融合处理发现、判断、识别高空坠物发，并根据识别结果控制拦截装置对坠物进行精准拦截与自主回收，其中坠物拦截与回收装置不仅是开合两种状态，其速度、开合角度、拦截位置均可以精细控制，做到精准拦截，且具备自主回收功能，可以在无人工干预或少量干预的前提下完全回收到初始状态。回收到初始状态。回收到初始状态。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种用于识别、拦截及回收高空坠物的设备及其使用方法，具体涉及一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备及其使用方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着高层居民楼渐渐成为城市居住方式的主流，高空坠物引发的人身伤害和财产伤害的风险也逐渐增加，威胁人民群众生命财产安全，引发社会公众高度关注。小到果核、塑料瓶，大到花盆、广告牌等等，许多物件一旦从高空落下，就有可能变成伤人利器。因此，提供一种能够拦截高空坠物的有效设备及其使用方法，对于人民的生命财产安全具有重要意义，目前，现有技术中有一些试图解决高空坠物拦截问题的技术方案，但这些技术方案存在自动化程度低、人工干预依赖性较大，装置复杂繁琐等缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的不足与缺陷，提供了一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，通过在建筑上布置多种传感器，识别高空坠物，并根据识别结果控制坠物拦截与回收装置对坠物进行精准拦截与自主回收。本专利技术还提供了一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备的使用方法，通过多种传感器数据融合处理发现、判断、识别高空坠物，并根据识别结果控制拦截即回收装置对坠物进行精准拦截与自主回收，其中坠物拦截与回收装置不仅是开合两种状态，其速度、开合角度、拦截位置均可以精细控制，做到精准拦截，且具备自主回收功能，可以在无人工干预或少量干预的前提下完全回收到初始状态。
[0004]本专利技术通过以下具体技术方案实现：<br/>[0005]一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，包括设置在建筑物上用于识别高空坠物的多种传感器、对传感器数据进行分析判断的坠物判断与识别系统、根据识别结果对高空坠物进行拦截并对坠物进行回收的坠物拦截及收回装置，所述的传感器、坠物判断与识别系统、坠物拦截及回收装置之间具有有线或无线的通信链路。
[0006]进一步地，所述的多种传感器包括活物检测传感器、位置判断传感器、图像采集器；所述坠物拦截与回收装置放置于建筑物的下方，悬空固定在建筑物的外立面上，图像采集器设置在坠物拦截及回收装置上方，方向朝上，用于采集图像数据；活物检测传感器放置于每层楼可抛物位置，用于检测活物；位置判断传感器放置于每层楼可抛物位置的下方、建筑物的外立面上并朝建筑外，用于判断物体坠落位置。
[0007]进一步地，所述的位置判断传感器为红外传感器、图像采集器为摄像头。
[0008]进一步地，所述的坠物拦截及回收装置包括：拦截臂、挂网孔、收网传动臂固定座、外收网孔、内收网孔、拦截臂转动轴、转动轴驱动电机、拦截网、收网线、收网传动臂、传动臂穿网孔、收网滑动座、收网滑轨，其中：
[0009]所述的拦截臂转动轴为两个，固定在建筑物外立面的墙体上，收网滑轨安装在两个拦截臂转动轴之间；
[0010]所述的拦截臂为两个，每个拦截臂的其中一端固定在其中一个拦截臂转动轴上、拦截臂转动轴与收网滑轨的连接处，每个拦截臂上设置有挂网孔、外收网孔、内收网孔，在拦截臂转动轴上安装有转动轴驱动电机；
[0011]所述的收网传动臂为两个，每个收网传动臂的其中一端通过收网传动臂固定座固定安装在其中一个拦截臂内侧，另一端通过收网滑动座安装在收网滑轨上，收网滑动座在收网滑轨上可以滑动；所述的收网传动臂上设置有传动臂穿网孔；
[0012]所述的拦截网通过挂网孔挂在两个拦截臂之间；
[0013]所述的收网线穿插于拦截网中，外收网孔、内收网孔、传动臂穿网孔用于连接收网线。
[0014]进一步地，所述的两个拦截臂之间的长度L为L＝2B+D，其中B表示每个拦截臂的长度，D表示两个拦截臂闭合状态、即贴合在收网滑轨上上时两个臂端之间的距离；所述的收网传动臂长度为C，其长度为拦截臂长度B的一半；
[0015]所述的外收网孔、内收网孔、传动臂穿网孔均有多个，其数量相同。即：每一个传动臂上的外收网孔与内收网孔数量相等，与每一个收网传动臂上的传动臂穿网孔的数量亦相等，均表示为N。
[0016]在每个拦截臂上均设置有第1个至第n个外收网孔，表示为W1
‑
Wn，在每个拦截臂外侧、长度B上等距排列；在每个拦截臂上均设置有第1个至第n个内收网孔，表示为Z1
‑
Zn，在每个拦截臂内侧、0至B/2的长度范围等距排列，W1在每个拦截臂上远离拦截臂转动轴一端、Z1在每个拦截臂上靠近拦截臂转动轴一端；在每个收网传动臂上均设置有第1个至第n个传动臂穿网孔，表示为L1
‑
Ln，在每个收网传动臂上等距排列，每个收网传动臂上L1在靠近收网滑轨一端、Ln在远离收网滑轨一端；
[0017]所述的收网线有多根，第n根的其中一端固定在一侧的收网传动臂的Ln处，穿过同侧的拦截臂的Zn孔，再穿过Wn孔；线的另一端对称连接到另外一侧的收网传动臂的Ln处，穿过拦截臂的Zn孔，再穿过Wn孔；
[0018]第n根收网线的长度为2B+D+B/2+(N
‑
n)B/2N＝2.5B+D+(N
‑
n)B/2N。
[0019]一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备的使用方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1：通过部署在建筑物上的多种传感器持续采集数据；
[0021]步骤2：步骤1中采集的传感器数据通过有线或无线的方式传输给坠物判断与识别系统，由坠物判断与识别系统进行判断与识别，得到判断与识别结果，包括以下步骤：
[0022]2.1利用活物检测传感器判断是否有坠物可能，当判断结果为有坠物可能时，则发出指令提升图像采集器采样率，并启动图像识别功能，进入步骤2.2；
[0023]2.2利用图像识别结果判断是否有坠物落下，当判断结果为有坠物落下时，进入步骤2.3；
[0024]2.3当有坠物落下时，计算并判断坠物的落点以及拦截臂的展开角度，当判断结果为坠物落点在拦截范围内时，发出拦截指令，拦截指令包括拦截及拦截角度数据，进入步骤3；
[0025]步骤3：根据步骤2的坠物识别与判断结果，当收到拦截指令时，控制拦截臂打开，
并通过指令中的拦截臂展开角度数据确定拦截臂张开的角度，使得所述装置打开到特定位置、角度，从而覆盖坠物落点位置。
[0026]进一步地，所述步骤2中的2.1包括以下步骤：
[0027]步骤2.1.1：设置压力阈值为Y，若活物传感器检测到可抛物位置有活物或者感受到可抛物位置有超过压力阈值Y的额外压力，则开始收集图像采集器数据并对坠物进行判断和识别；
[0028]步骤2.1.2：通过收集的传感器数据对坠物进行判断：提取可抛物位置部署的传感器的带时间戳数据集；对所述的数据集进行处理：
[0029]1)每个数据集有N个时间窗口，通过吉布斯采样方式，在N个数据窗口中随机选择K个窗口数据；
[0030]2)将K个窗口数据的平均值设置为当前的动态阈值T
k
,将所有历史数据的均值设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，其特征在于：包括设置在建筑物上用于识别高空坠物的多种传感器、对传感器数据进行分析判断的坠物判断与识别系统、根据识别结果对高空坠物进行拦截并对坠物进行回收的坠物拦截及收回装置，所述的传感器、坠物判断与识别系统、坠物拦截及回收装置之间具有有线或无线的通信链路。2.如权利要求1所述的一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，其特征在于：所述的多种传感器包括活物检测传感器、位置判断传感器、图像采集器；所述坠物拦截与回收装置放置于建筑物的下方，悬空固定在建筑物的外立面上，图像采集器设置在坠物拦截及回收装置上方，方向朝上，用于采集图像数据；活物检测传感器放置于每层楼可抛物位置，用于检测活物；位置判断传感器放置于每层楼可抛物位置的下方、建筑物的外立面上并朝建筑外，用于判断物体坠落位置。3.如权利要求2所述的一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，其特征在于：所述的位置判断传感器为红外传感器、图像采集器为摄像头。4.如权利要求1或2所述的一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，其特征在于：所述的坠物拦截及回收装置包括：拦截臂(1)、挂网孔(2)、收网传动臂固定座(3)、外收网孔(4)、内收网孔(5)、拦截臂转动轴(6)、转动轴驱动电机(7)、拦截网(8)、收网线(9)、收网传动臂(10)、传动臂穿网孔(11)、收网滑动座(12)、收网滑轨(13)，其中：所述的拦截臂转动轴(6)为两个，固定在建筑物外立面的墙体上，收网滑轨(13)安装在两个拦截臂转动轴(6)之间；所述的拦截臂(1)为两个，每个拦截臂(1)的其中一端分别安装在其中一个拦截臂转动轴(6)上、拦截臂转动轴(6)与收网滑轨(13)的连接处，每个拦截臂上设置有挂网孔(2)、外收网孔(1)、内收网孔(5)，在拦截臂转动轴(6)上安装有转动轴驱动电机(7)；所述的收网传动臂(10)为两个，每个收网传动臂(10)的其中一端通过收网传动臂固定座(3)固定安装在其中一个拦截臂(1)内侧，另一端通过收网滑动座(12)安装在收网滑轨(13)上，收网滑动座(12)在收网滑轨(13)上可以滑动；所述的收网传动臂(10)上设置有传动臂穿网孔(11)；所述的拦截网(8)通过挂网孔(2)挂在两个拦截臂(1)之间；所述的收网线(9)穿插于拦截网(8)中，外收网孔(1)、内收网孔(5)、传动臂穿网孔(11)用于连接收网线(9)。5.如权利要求4所述的一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备，其特征在于：所述的两个拦截臂(1)之间的长度L为L＝2B+D，其中B表示每个拦截臂(1)的长度，D表示两个拦截臂(1)闭合状态、即贴合在收网滑轨上(13)上时两个臂端之间的距离；所述的收网传动臂(10)长度为C，其长度为拦截臂长度B的一半；所述的外收网孔(1)、内收网孔(5)、传动臂穿网孔(11)均有多个，其数量相同，每一侧的外收网孔(1)、内收网孔(5)、传动臂穿网孔(11)的数量均表示为N；在每个拦截臂(1)上均设置有第1个至第n个外收网孔(4)，表示为W1
‑
Wn，在每个拦截臂(1)外侧、长度B上等距排列；在每个拦截臂(1)上均设置有第1个至第n个内收网孔(5)，表示为Z1
‑
Zn，在每个拦截臂(1)内侧、0至B/2的长度范围等距排列，W1在每个拦截臂(1)上远离拦截臂转动轴(6)一端、Z1在每个拦截臂(1)上靠近拦截臂转动轴(6)一端；在每个收网传动臂(10)上均设置有第1个至第n个传动臂穿网孔(11)，表示为L1
‑
Ln，在每个收网传动臂(10)
上等距排列，每个收网传动臂(10)上L1在靠近收网滑轨(13)一端、Ln在远离收网滑轨(13)一端；所述的收网线(9)有多根，第n根的其中一端固定在一侧的收网传动臂(10)的Ln处，穿过同侧的拦截臂(1)的Zn孔，再穿过Wn孔；线的另一端对称连接到另外一侧的收网传动臂(10)的Ln处，穿过拦截臂(1)的Zn孔，再穿过Wn孔；第n根收网线的长度为2B+D+B/2+(N
‑
n)B/2N＝2.5B+D+(N
‑
n)B/2N，其中的N为所有孔。6.如权利要求1
‑
5任一所述的一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备的使用方法，其特征在于：步骤1：在建筑物上部署多种传感器，通过部署在建筑物上的多种传感器持续采集数据；步骤2：步骤1中采集的传感器数据通过有线或无线的方式传输给坠物判断与识别系统，由坠物判断与识别系统进行判断与识别，得到判断与识别结果，包括以下步骤：2.1利用活物检测传感器判断是否有坠物可能，当判断结果为有坠物可能时，则发出指令提升图像采集器采样率，并启动图像识别功能，进入步骤2.2；2.2利用图像识别结果判断是否有坠物落下，当判断结果为有坠物落下时，进入步骤2.3；2.3当有坠物落下时，计算并判断坠物的落点以及拦截臂的展开角度，当判断结果为坠物落点在拦截范围内时，发出拦截指令，拦截指令包括拦截及拦截角度数据，进入步骤3；步骤3：根据步骤2的坠物识别与判断结果，当收到拦截指令时，控制拦截臂打开，并通过指令中的拦截臂展开角度数据确定拦截臂张开的角度，使得所述装置打开到特定位置、角度，从而覆盖坠物落点位置。7.如权利要求6所述的一种基于多传感器数据融合的高空坠物拦截设备的使用方法，其特征在于：所述步骤2中的2.1包括以下步骤：步骤2.1.1：设置压力阈值为Y，若活物检测传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷思蓓，赵乾，高瀚凌，高涵菁，陈满军，陈丹，陈望香，
申请(专利权)人：四川磐瑚科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：