【技术实现步骤摘要】
一种复杂作业场景探测头盔装置及应用方法
[0001]本专利技术涉及复杂场景环境探测
,具体而言,涉及一种复杂作业场景探测头盔装置及应用方法。
技术介绍
[0002]井下作业、救援等复杂作业场景中常存在粉尘弥漫、泥浆飞溅、烟雾遮挡、落石塌方等因素,常规光学照明手段作用范围有限,作业/救援人员无法有效感知前视区域风险、躲避顶部物体塌落,极大威胁人员的生命安全,也给社会安定造成诸多不利影响。场景中粉尘、泥浆、光线等因素容易造成光学图像、激光传感器失效,红外成像传感器在感知距离有限(<20m)、无法准确定位任务区域,常规探测传感器难以对场景进行全天时、全天候、全场景的立体观测;
[0003]常用的80GHz毫米波雷达具有距离(100m以内)和角度(
±
45
°
范围内)高分辨特性,在粉尘、泥浆和雨雾环境下依然能够保持优异的探测性能;通过天线集成、微波集成等技术,可实现模块化、小型化、低功率化(规避井下易燃气体风险),尤其适合复杂作业场景。
[0004]井下作业中头盔作为必备防护装具,考虑井下作业、救援场景的复杂性,如何利用头盔对作业场景进行立体感知、传输、分析和预警是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是:
[0006]为了解决现有头盔在复杂作业场景下难以进行全天时、全天候和全场景的立体观测,且难以进行立体感知、传输、分析和预警的问题。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复杂作业场景探测头盔装置,其特征在于:包括头戴式盔体组件和手持终端外置组件,所述头戴式盔体组件包括头盔主体,所述头盔主体的帽檐正上方中心处设有光源;头盔主体的顶部通过图像采集转轴连接有PCB电路板,所述PCB电路板上并排固定有光学摄像头与红外成像传感器;所述头盔主体的两侧对称设有毫米波雷达,所述毫米波雷达通过L型电动转轴与头盔主体连接,用于实现每侧的毫米波雷达可绕x轴方向旋转
±
90
°
,绕y轴方向旋转0
°‑
90
°
;所述头盔主体帽檐处设有可折叠显示屏,所述可折叠显示屏放下后与佩戴者的面部平行且可收起至帽檐下方并与帽檐处平行;所述头盔主体靠近佩戴者耳部设有语音通话模块;还包括设置在头盔主体上的定位模块与控制处理器,所述光源、光学摄像头、红外成像传感器、毫米波雷达、定位模块、语音通话模块和可折叠显示屏均与控制处理器连接;所述手持终端外置组件包括物联网模块、手持控制板和电源模块,所述手持控制板为按钮布置且内部设有存储介质,手持控制板上设有物联网模块,手持控制板与控制处理器连接,用于将控制处理器发送来的部分毫米波雷达信息、红外信息和光学图像信息打包传输;所述电源模块设置在手持控制板内,用于为手持终端外置组件和头戴式盔体组件供电。2.根据权利要求1所述的一种复杂作业场景探测头盔装置,其特征在于:利用手持控制板将信号发送至控制处理器进而控制光源的开闭和亮度,所述光源通过折叠底座与头盔主体连接,可实现0
°‑
45
°
折叠。3.根据权利要求2所述的一种复杂作业场景探测头盔装置,其特征在于:利用地面或远程终端控制手持终端外置组件和控制处理器来实现光源和光学摄像头配合进行光照条件下的图像采集,或红外成像传感器和光学摄像头交叉采集图像信息,将采集到的图像数据依次通过控制处理器和物联网模块传输到远程控制端,在地面或远程终端利用深度学习进行匹配处理获取图像信息,并将图像信息的立体显示和热场分布通过物联网模块和控制处理器显示在可折叠显示屏的复合图像显示区上。4.根据权利要求3所述的一种复杂作业场景探测头盔装置,其特征在于:利用手持控制板将信号发送至控制处理器进而分别控制两侧毫米波雷达的开闭和旋转角度,以获取目标点云数据,所述目标点云数据包括各个散射回波点的距离、方位角度、俯仰角度和瞬时速度,可结合物体微动信息进行处理实现对发生落石或塌方的探测,并将点云布局通过控制处理器显示在可折叠显示屏的复合图像显示区上。5.根据权利要求4所述的一种复杂作业场景探测头盔装置,其特征在于:所述可折叠显示屏上一侧为参数显示,所述参数显示包括左侧雷达横轴转动角度、左侧雷达纵轴转动角度、右侧雷达横轴转动角度、右侧雷达纵轴转动角度、定位模块方向指示、语音通话提示和剩余电量显示,另一侧为用于显示红外和光学融合切换图像的复合图像显示区。6.一种利用如权利要求5所述的复杂作业场景探测头盔装置的应用方法,其特征在于,包...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯翔,王晨旭,单正梁,周志权,赵占锋,王新胜,张天鹏,李迎春,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海,
类型:发明
国别省市:
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