一种基于深度相机的安全距离预警系统的制作方法

1.本发明涉及安全距离预警的技术领域，尤其涉及一种基于深度相机的安全距离预警系统。


背景技术：

2.在电力系统中，常常需要在带电体附近进行人工作业，工作人员与带电体之间应保持足够的安全距离。对于那些高压带电体，如果安全距离不足，工作人员轻则重伤，重则会出现伤亡。因此，电力工作人员在带电体附近工作时需要对安全距离进行把控。
3.目前，在现有技术中，安全距离的把控主要采取现场人工监护的方式来实现。例如，通过在现场布设围栏来限定作业范围，这种方式与作业范围外的带电体能保持一定的距离，一方面，这个距离的设置由于人为因素较大，存在一定的不确定性，因此具有一定误差，作业人员的安全不一定得到可靠的保障；另一方，对于作业范围内的带电体在作业过程中无法保证具有足够的安全距离。同时，还存在一些工作人员超区域作业，误入带电区域，进而出现人身伤亡事故。
4.在电力系统检修中，电力作业人员在进行登高作业时，可能会发生高空坠落和触电等风险，而地面工作人员有时会因距离远、视线阻隔或视线转移等因素无法及时对登高作业人员进行安全提醒，从而导致事故的发生。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述现有基于深度相机的安全距离预警系统存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明目的是提供一种基于深度相机的安全距离预警系统。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于深度相机的安全距离预警系统，包括，搭载组件，所述搭载组件包括前端组件、后端组件以及安装部件；前端组件，包括信息接收模块、与信息接收模块相连的数据处理模块以及与数据处理模块相连的电压检测模块；以及，后端组件，包括数据综合模块以及数据存储单元。
9.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述信息接收模块包括与数据处理模块电连接的深度相机单元以及与深度相机单元相连的拾音及发声单元，
10.其中，所述拾音及发声单元包括拾音模块以及与拾音模块相连的发声单元，所述拾音模块与数据处理模块电连接，所述发光单元与信息接收模块电连接。
11.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述数据综合模块包括与数据处理模块电连接的数据收发单元以及中控模块，所述中控模块与数据收发单元电性连接，所述数据存储单元与中控模块电连接，所述中控模块上设置有人
机交互单元。
12.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述安装部件包括搭载体、设置在搭载体上的角度转动部件以及设置在搭载体上的收纳件，
13.其中，所述搭载体上开设有安装槽，所述安装槽内设置有插接件。
14.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述插接件包括与安装槽滑移连接的插板、转动连接在安装槽内的卡杆以及设置在卡杆下端的凸起块，所述卡杆的转动平面平行与安装槽底面，所述插板下端设置有与凸起块抵接的配合块，所述卡杆与安装槽转动连接处设置有扭簧。
15.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述收纳件包括转动连接在插板上的第一转动杆、与第一转动杆铰接的第二转动杆以及设置在第一转动杆上端的承接板，所述安装槽一端设置有第一边框，所述承接板上连接有第二边框，所述第一边框与第二边框铰接，所述第一边框与第二边框之间设有防水层。
16.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述角度转动部件设置在承接板上，所述角度转动部件包括设置在深度相机单元下端的转动盘、设置在转动盘外的驱动轮齿以及设置在承接板上端的安置箱，所述安置箱上设置有底板，所述底板上设置有轨道，所述底板中心转动连接有配合齿轮，所述配合齿轮与驱动轮齿啮合。
17.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述轨道包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道为圆形，所述第二轨道为等腰三角形开设，所述第一轨道与第二轨道连通，所述转动盘下端设置有与轨道配合的配合杆，所述底板上设置有拨动件。
18.作为本发明所述基于深度相机的安全距离预警系统的一种优选方案，其中：所述拨动件包括转动连接在第二轨道侧壁上的拨动杆、设置在拨动杆末端的拨片以及设置在拨动杆前端的进入头，所述拨动杆上设置有扭簧。
19.本发明的有益效果：系统工作时，先由电压检测模块或工作人员确定安全距离的阈值；深度相机检测工作人员与带电体之间的距离；当系统确定了当前工作场景中带电体与工作人员的安全距离之后，系统变开启了作业距离的实时监测功能，将实时监测到距离与安全距离的阈值进行比较；当距离小于或等于安全距离的阈值时，系统的告警功能启动；具体的告警方式有发光单元红灯闪烁，拾音及发声单元发声，告警信息将上传至后台监视端，监视人员可查看具体的情况并进行相应的处理，
20.当当操作者在登高进行登高作业时，利用此预警系统，可以实现自动对登高作业人员的安全风险的实时评估，并在登高作业人员存在安全风险时向登高作业人员发出告警，不需要依赖于地面工作人员手工测量或者的提醒，解决了现有的电力登高作业安全预警方式依赖于地面工作人员提醒，依赖手工测量、非实时测量、可靠性低的技术问题。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它
的附图。其中：
22.图1为本发明基于深度相机的安全距离预警系统的系统示意图。
23.图2为本发明基于深度相机的安全距离预警系统所述的搭载在承载体上状态示意图。
24.图3为本发明基于深度相机的安全距离预警系统所述的收纳件件结构示意图。
25.图4为本发明基于深度相机的安全距离预警系统所述的插接件结构示意图。
26.图5为本发明基于深度相机的安全距离预警系统所述的角度转动部件结构示意图。
27.图6为本发明基于深度相机的安全距离预警系统所述的角度转动部件结构正式方向示意图。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
30.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
31.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
32.实施例1
33.参照图1，本发明公开了一种基于深度相机的安全距离预警系统，包括搭载组件100，搭载组件100包括前端组件101、后端组件102以及安装部件200；前端组件101，包括信息接收模块101a、与信息接收模块101a相连的数据处理模块101b以及与数据处理模块101b相连的电压检测模块101c；以及，后端组件102，包括数据综合模块102a以及数据存储单元102b，信息接收模块101a包括与数据处理模块101b电连接的深度相机单元101d以及与深度相机单元101d相连的拾音及发声单元101e，其中，拾音及发声单元101e包括拾音模块以及与拾音模块相连的发声单元，拾音模块与数据处理模块101b电连接，发光单元与信息接收模块101a电连接，数据综合模块102a包括与数据处理模块101b电连接的数据收发单元102c以及中控模块102d，中控模块102d与数据收发单元102c电性连接，数据存储单元102b与中控模块102d电连接，中控模块102d上设置有人机交互单元103。
34.数据处理模块101b，主要用于对现场作业端深度相机单元101d和电压检测模块101c发送过来的数据进行处理，还对发声单元101e、发光单元，另外还对数据存储大于和数据收发单元102c的数据进行管理，且用于对现场作业端发过过来的数据进行解析、输出显示、交互信息输入检测等处理。
35.数据存储单元102b，其作业是对深度相机单元101d的数据进行本地存储，同时还
对电压检测模块101c及数据收发单元102c的数据进行存储。
36.深度相机单元101d，一方面获取现场作业端作业现场的图像信息；另外一方面还获取现场作业端作业现场的景深信息，也即可获取到现场工作人员与周围设备的距离信息；深度相机所采用的基本原理包括但是不限于结构光、tof(time of flight)、双目摄像头。
37.电压检测模块101c，其主要是对带电体电压进行非接触式检测模块，电压检测模块101c所采用的基本原理包括但是不限于电容耦合原理、静电感应原理、电场耦合原理。该单元在工作时，可以将带电设备的电压检测出来，并将采集到的数据发送给数据处理及控制单元a；现场作业人员若明确知道带电设备的电压，也可以通过电压检测模块101c输入具体的电压等级。
38.拾音及发声单元101e，包含有麦克风和扬声器等部件，拾音及发声单元101e具有如下方面作用，一是当现场作业端检测到的作业人员与带电体之间的距离不在安全距离范围内时，数据处理及控制单元a会控制发声单元101e发声，实现预警功能；二是当后台监视端的监视人员发现现场作业端存在违规或不安全行为时，可以进行远程通话提醒，同时现场作业端的工作人员可以通过拾音功能与后台监视端的监视人员进行话音交互。
39.发光单元，其作用是对现场的工作状态进行辅助性提示，当现场工作状态正常时，为常亮绿色；当现场工作出现违规或者不安全行为时，则发红光并闪烁；
40.数据收发单元102c，其作用是对现场作业端的数据进行发送，或者接收后台监视端发送过的数据，具体的数据传输方式可以是有线或者无线。
41.后台监视端部分由如下几个部分组成：
42.数据收发单元102c，其作用是对本端的数据进行发送，或者接收现场作业端发送过的数据，具体的数据传输方式可以是有线或者无线。
43.数据存储单元102b，对现场作业端传送回来的作业数据进行存储，这些信息包括深度相机单元101d的视频数据、电压检测模块101c采集到的数据、监视过程中的对话信息等数据。
44.人机交互单元103，可输入对应带电设备的安全距离，与现场作业端的人员进行信息交互的入口，同时可以显示现场作业端的实时作业视频。
45.现场作业端各个功能单元经过集成之后形成一体化的设备，可以安装在安全帽或者挂在人的衣服上，也可以采用支架的方式放置在作业现场；对于室内的监控环境，还可以将现场作业端的整套设备以导轨的方式进行安装，以便实现对室内任意作业范围的监视。
46.操作过程：系统工作时，先由电压检测模块101c或工作人员确定安全距离的阈值；深度相机单元101d检测工作人员与带电体之间的距离；当系统确定了当前工作场景中带电体与工作人员的安全距离之后，系统变开启了作业距离的实时监测功能，将实时监测到距离与安全距离的阈值进行比较；当距离小于或等于安全距离的阈值时，系统的告警功能启动；具体的告警方式有发光单元红灯闪烁，拾音及发声单元101e发声，告警信息将上传至后台监视端，监视人员可查看具体的情况并进行相应的处理；
47.并且，当操作者在登高进行登高作业时，利用此预警系统，可以实现自动对登高作业人员的安全风险的实时评估，并在登高作业人员存在安全风险时向登高作业人员发出告警，不需要依赖于地面工作人员手工测量或者的提醒，解决了现有的电力登高作业安全预
警方式依赖于地面工作人员提醒，依赖手工测量、非实时测量、可靠性低的技术问题。
48.实施例2
49.参照图2-6，该实施例不同于第一个实施例的是：在本实施例中，安装部件200包括搭载体201，搭载体201主要用于搭载上述的系统，实现一体化，可以设置在操作人员的外部服装或者安全帽以及随身的设备上，在实施例中，搭载体201选择是安全帽，在搭载体201上设置有角度转动部件300，角度转动部件300可以驱动深度相机单元101d旋转，用以改变角度，拍摄更多角度的照片，在搭载体201上还设置有收纳件202，收纳件202可以将深度相机单元101d进行收纳。
50.进一步的，在搭载体201上开设有安装槽203，在安装槽203内设置有插接件204，在本实施例中，插接件204包括与安装槽203滑移连接的插板204a，安装槽203一端开口，以便插板204a可以插接进入，在安装槽203内转动连接有卡杆204b，卡杆204b设置有两个，在每个卡杆204b的伸入到安装槽203的一端设置有凸起块204c，卡杆204b的转动平面平行与安装槽203底面，且，两个凸起块204c相对设置，当卡杆204b转动后，会使得两个卡杆204b下端相互靠近或远离，在插板204a下端设置有与凸起块204c抵接的配合块205，并在卡杆204b与安装槽203转动连接处设置有扭簧206。
51.当插板204a向安装槽203内插入时，下端的配合块205先将两个凸起块204c向外拨开，然后随着插板204a的继续插入，卡杆204b在扭簧206的作用下，向回摆动，利用向回的摆动力，使凸起块204c卡在两个配合块205上，完成插接安装。
52.进一步的，在本实施例中，收纳件202包括转动连接在插板204a上的第一转动杆202a，第一转动杆202a的转动平面垂直与插板204a的表面，在第一转动杆202a的上端铰接有第二转动杆202b，第二转动杆202b的转动平面与第一转动杆202a的转动平面一致，在第二转动杆202b上端设置有承接板202c，承接板202c下端设置有耳板，耳板用于与第二转动杆202b转动连接，并且在第一转动杆202a的下端和第二转动杆202b的下端都设置有电机，分别用于驱动第一转动杆202a的转动和第二转动杆202b的转动。
53.进一步的，在安装槽203一端设置有第一边框207，第一边框207形状为“门”形，承接板202c上连接有第二边框208，第二边框208的形状同样为门形，第一边框207与第二边框208铰接，第一边框207与第二边框208之间设有防水层209，在本实施例中，防水层209为透明柔性塑料材料，防水层209沿第一边框207以及第二边框208的“门”形设置。
54.进一步的，角度转动部件300设置在承接板202c上，在本实施例中，角度转动部件300包括设置在深度相机单元101d下端的转动盘301，转动盘301的形状为圆盘状，并且从转动盘301的中心位置向下伸出转动轴，而在转动轴的下端设置有马达，用于控制转动轴的单独旋转。
55.进一步的，在转动盘301的外侧设置有驱动轮齿，而转动盘301的大致形状为矩形板状，但是转动盘301的两个短边处向外伸出，形成半圆弧形，而驱动轮齿则沿着转动盘301的外周形状开设，在机器人的上端设置有安置箱，在安置箱上设置有底板304，底板304水平设置，并且在底板304上设置有轨道305。
56.作为优选的，在本实施例中，轨道305包括第一轨道305a和第二轨道305b，在底板304的中心位置设置有等边三角形状的板，并且在板的中央位置开设第一轨道305a，第一轨道305a的形状为圆形，而第二轨道305b的开设形状沿着等边三角形的板开设，形态也为等
边三角形，并且第一轨道305a与第二轨道305b的三个边相连通。
57.进一步的，在底板304的中心处转动连接有配合齿轮306，配合齿轮306的转动平面平行与底板304的上表面，且配合齿轮306与驱动轮齿始终啮合，在转动盘301下端设置有与轨道305配合的配合杆307，配合杆307设置有两个，并且设置在转动盘301的靠近两端位置，两个配合杆307均与第一轨道305a和第二轨道305b配合，并且可以在第一轨道305a或第二轨道305b内滑移，在底板304上设置有拨动件400，拨动件400可以通过阻碍或者拨动使得配合杆307进入第一轨道305a或者从第一轨道305a进入到第二轨道305b，使得配合杆307发生在第一轨道305a和第二轨道305b之间的变换。
58.在本实施例中，拨动件400包括转动连接在第二轨道305b侧壁上的拨动杆401，拨动杆401501的中段铰接在第二轨道305b的侧壁上，但拨动杆401不会向第二轨道305b内伸入，进而不会减少第二轨道305b的轨道305宽度，在拨动杆401的末端设置有拨片402，拨片402从拨动杆401侧壁上向第二轨道305b内伸出，并且伸入第二轨道305b一端设置有弧面，在拨动杆401的前端设置有进入头403，进入头403的形状为三角形，并且进入头403的远离拨片402一端的坡度平滑，并且在拨动杆401上设置有扭簧206。
59.其余结构与实施例1相同。
60.操作过程：在进行拍摄动作时，操作者驱动配合齿轮306的转动，使得配合齿轮306带动转动盘301的转动，转动盘301下端的配合杆307，其中一个在第一轨道305a中，另一个在第二轨道305b中，然后在转动盘301的移动下，实现沿着第二轨道305b的方向移动，当移动到拨动杆401的前端位置时，会推动进入头403，使得进入头403回压，从而继续在第二轨道305b内移动，然后移动到拨片402的位置时，会将拨片402向外推出，然后此时进入头403伸入到第二轨道305b和第一轨道305a的连接处，并关闭第二轨道305b，从而使得另一个配合杆307在阻碍下进入到第一轨道305a内，使得转动盘301改变自身朝向，从而使得深度相机单元101d可以随意改变拍摄角度，用于获得更大范围的拍摄角度。
61.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
62.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
63.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可
做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
64.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。