本發(fā)明涉及生產(chǎn)安全智能監(jiān)測，具體為基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的不斷發(fā)展，對井下作業(yè)的安全要求越來越高，智能安全帽的出現(xiàn)為井下工人的安全跟蹤提供了新的技術(shù)手段。目前，高精度定位技術(shù)、傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)等不斷發(fā)展成熟，為構(gòu)建基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。

2、根據(jù)公開號為cn116798183a具體為一種基于多目標(biāo)視覺跟蹤的高危工位安全監(jiān)測方法及裝置，包括：第n個工人進(jìn)入高危工位區(qū)域，實例化第n個fdsst視覺目標(biāo)跟蹤器，實現(xiàn)多目標(biāo)跟蹤；當(dāng)前工人在設(shè)定啟動位置通過長按點觸式控制按鈕啟動第n個fdsst視覺目標(biāo)跟蹤器；所有的目標(biāo)跟蹤器實時跟蹤工位區(qū)域的每一個工人，計算并比較每個目標(biāo)對應(yīng)的相關(guān)濾波響應(yīng)值與設(shè)定值之間的大小，以判斷是否發(fā)生遮擋事件，進(jìn)一步為被遮擋目標(biāo)啟動粒子濾波跟蹤算法；當(dāng)所述工人進(jìn)入危險區(qū)域時，判斷當(dāng)前工人的工作狀態(tài)為高風(fēng)險，基于多目標(biāo)視覺跟蹤的高危工位安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出聲光提示，并介入控制系統(tǒng)終止設(shè)備運行；當(dāng)所述工人欲離開工作崗位，首先進(jìn)入設(shè)定結(jié)束位置，長按點觸式結(jié)束按鈕關(guān)閉當(dāng)前目標(biāo)的fdsst視覺目標(biāo)跟蹤器。

3、但是部分現(xiàn)有的智能安全帽在使用的時候，由于井下環(huán)境復(fù)雜，難以實時準(zhǔn)確地監(jiān)測和分析這些危險因素對井下工人的影響，存在效率低、準(zhǔn)確性差、難以及時發(fā)現(xiàn)潛在危險的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，解決了難以實時準(zhǔn)確地監(jiān)測和分析這些危險因素對井下工人的影響的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，包括：

3、定位信息分析模塊依據(jù)工人信息采集模塊的定位數(shù)據(jù)，分析井下工人定位安全，對瓦斯?jié)舛群秃趿糠治錾烧Ｐ盘柣虍惓Ｐ盘?，基于異常信號?shù)量生成區(qū)域風(fēng)險信息或潛在風(fēng)險分析信號，對潛在風(fēng)險分析信號計算井下安全風(fēng)險指數(shù)并傳輸至安全自適應(yīng)分析模塊；

4、狀態(tài)信息分析模塊分析獲取的狀態(tài)參數(shù)，對井下工人行動軌跡分析生成軌跡異常信號和實時速度分析信號，將軌跡異常信號傳輸至安全自適應(yīng)分析模塊，針對實時速度分析信號通過計算速度比值判斷生成危險信息或正常信息并傳輸至安全跟蹤信息輸出模塊；

5、安全自適應(yīng)分析模塊根據(jù)安全風(fēng)險指數(shù)周期變化情況判斷潛在風(fēng)險，生成區(qū)域風(fēng)險信息或正常工作信息，同時對軌跡異常信號分析，通過井下工人心率數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析并生成危險信息和預(yù)警信息。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：還包括工人信息采集模塊和安全跟蹤信息輸出模塊；

7、工人信息采集模塊，用于獲取井下工人的定位參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)，同時將獲取的定位參數(shù)傳輸?shù)蕉ㄎ恍畔⒎治瞿K，將狀態(tài)參數(shù)傳輸?shù)綘顟B(tài)信息分析模塊；

8、安全跟蹤信息輸出模塊，用于將獲取的預(yù)警信息、風(fēng)險信息和正常信息顯示給對應(yīng)的操作人員。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述定位信息分析模塊生成正常信號和異常信號的具體方式為：

10、實時獲取井下工人定位，選定一個工人為分析對象，以其定位為原點確定井下對應(yīng)區(qū)域作為分析區(qū)域，獲取分析區(qū)域的瓦斯?jié)舛群秃趿?，與瓦斯?jié)舛日Ｖ笜?biāo)和含氧量正常指標(biāo)分別比較，若瓦斯?jié)舛却笥谡?biāo)準(zhǔn)，生成異常信號，小于正常標(biāo)準(zhǔn)，生成正常信號；

11、同理，對含氧量進(jìn)行比較并生成相應(yīng)正?；虍惓Ｐ盘?。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述定位信息分析模塊生成區(qū)域風(fēng)險信息和潛在風(fēng)險分析信號，并計算井下安全風(fēng)險指數(shù)的具體方式為：

13、判斷正常信號和異常信號的數(shù)量，若異常信號數(shù)量不為零，則生成區(qū)域風(fēng)險信息，若異常信號數(shù)量為零，則生成潛在風(fēng)險分析信號并進(jìn)行處理；

14、獲取分析區(qū)域的瓦斯?jié)舛扔涀鱪w、含氧量記作no和粉塵濃度記作nf，接著將獲取的參數(shù)代入公式計算得到井下安全風(fēng)險指數(shù)sri，其中a為調(diào)節(jié)系數(shù)，具體數(shù)值由操作人員設(shè)定，公式中nwmax、nomax和nfmax分別為瓦斯?jié)舛取⒑趿亢头蹓m濃度的最大安全閾值，同時將生成的井下安全風(fēng)險指數(shù)sri傳輸?shù)桨踩赃m應(yīng)分析模塊。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述安全自適應(yīng)分析模塊生成區(qū)域風(fēng)險信息和正常工作信息的具體方式為：

16、設(shè)定時間t，判斷時間t內(nèi)分析區(qū)域的井下安全風(fēng)險指數(shù)sri變化情況，若sri變大，則表明分析區(qū)域隨時間變化有潛在風(fēng)險，生成區(qū)域風(fēng)險信息，若sri減小，則分析區(qū)域無潛在風(fēng)險，生成正常工作信息；

17、將生成的區(qū)域風(fēng)險信息和正常工作信息傳輸?shù)桨踩櫺畔⑤敵瞿K。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述狀態(tài)信息分析模塊對狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析的具體方式為：

19、基于井下工人實時定位獲取其實時軌跡及對應(yīng)的井下區(qū)域，獲取該區(qū)域的區(qū)域環(huán)境信息，且區(qū)域環(huán)境信息包括正常行走速度，同時獲取井下工人實時速度，并與區(qū)域環(huán)境比較；

20、若速度小于區(qū)域環(huán)境，判定行動軌跡異常，生成軌跡異常信號并傳輸至安全自適應(yīng)分析模塊；若速度大于區(qū)域環(huán)境，生成實時速度分析信號，并對實時速度分析信號進(jìn)行分析；

21、計算實時速度與區(qū)域環(huán)境的比值，具體公式為速度比值=實時速度÷區(qū)域環(huán)境，并對得到的速度比值進(jìn)行判斷，若速度比值大于閾值，則生成危險信息，反之若速度比值小于閾值，則生成正常信息，同時將生成的危險信息和正常信息傳輸?shù)桨踩櫺畔⑤敵瞿K。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述安全自適應(yīng)分析模塊對軌跡異常信號進(jìn)行分析的具體方式為：

23、獲取從實時速度出現(xiàn)異常開始的t時間內(nèi)作為軌跡異常時間，并獲取井下工人心率數(shù)據(jù)，分析其變化情況并計算變化值，與正常范圍比較，且正常范圍的具體數(shù)值由操作人員設(shè)定；

24、若變化值不在正常范圍，生成心率二次分析信號，同時對二次分析信號進(jìn)行分析；若在正常范圍，生成預(yù)警信息。

25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述安全自適應(yīng)分析模塊對心率二次分析信號進(jìn)行分析的具體方式為：

26、獲取變化值異常對應(yīng)的持續(xù)時間，若持續(xù)時間超過時間預(yù)設(shè)值，則表示存在風(fēng)險，并生成危險信息，反之若持續(xù)時間未超過時間預(yù)設(shè)值，則表示需要預(yù)警，并生成預(yù)警信息，同時將預(yù)警信息和風(fēng)險信息傳輸?shù)桨踩櫺畔⑤敵瞿K。

27、本發(fā)明提供了基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

28、本發(fā)明通過實時監(jiān)測井下工人的定位、瓦斯?jié)舛?、含氧量等參?shù)，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，降低事故發(fā)生的概率，對井下工人的行動軌跡進(jìn)行分析，當(dāng)出現(xiàn)異常速度時生成軌跡異常信號，結(jié)合心率數(shù)據(jù)進(jìn)一步判斷潛在風(fēng)險，提高了對工人安全狀態(tài)的監(jiān)測精度，在危險情況下能及時發(fā)出預(yù)警，保障工人生命安全，智能安全帽集成了多個功能單元，包括定位單元、傳感器單元、通信單元和聲光報警單元，操作簡單。操作人員可以根據(jù)實際情況靈活設(shè)定時間t、閾值等參數(shù)，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和實用性。

技術(shù)特征：

1.基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，還包括工人信息采集模塊和安全跟蹤信息輸出模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述定位信息分析模塊生成正常信號和異常信號的具體方式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述定位信息分析模塊生成區(qū)域風(fēng)險信息和潛在風(fēng)險分析信號，并計算井下安全風(fēng)險指數(shù)的具體方式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述安全自適應(yīng)分析模塊生成區(qū)域風(fēng)險信息和正常工作信息的具體方式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)信息分析模塊對狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析的具體方式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述安全自適應(yīng)分析模塊對軌跡異常信號進(jìn)行分析的具體方式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述安全自適應(yīng)分析模塊對心率二次分析信號進(jìn)行分析的具體方式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于智能安全帽的井下工人安全跟蹤系統(tǒng)，本發(fā)明涉及產(chǎn)安全智能監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，解決了難以實時準(zhǔn)確地監(jiān)測和分析這些危險因素對井下工人的影響的技術(shù)問題，本發(fā)明通過實時監(jiān)測井下工人的定位、瓦斯?jié)舛取⒑趿康葏?shù)，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，降低事故發(fā)生的概率，對井下工人的行動軌跡進(jìn)行分析，當(dāng)出現(xiàn)異常速度時生成軌跡異常信號，結(jié)合心率數(shù)據(jù)進(jìn)一步判斷潛在風(fēng)險，提高了對工人安全狀態(tài)的監(jiān)測精度，在危險情況下能及時發(fā)出預(yù)警，保障工人生命安全，智能安全帽集成了多個功能單元，操作簡單。操作人員可以根據(jù)實際情況靈活設(shè)定時間t、閾值等參數(shù)，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和實用性。

技術(shù)研發(fā)人員：何淼,張宏松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華睦（東營）新能源科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19