[发明专利]一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测系统及方法

权利要求书

1.一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测方法，其特征在于，使用定位基站实现对智能安全帽的定位，包括如下步骤：

第一步，建立世界坐标系：

将目标区域抽象为长方体模型，进行三维建模并构建坐标系，将定位基站安装在长方体模型的顶点上，并规定其中任意的一个顶点为世界坐标系的原点；

第二步，获取智能安全帽与各定位基站的距离，根据智能安全帽与各定位基站的距离计算出智能安全帽在第一步所建立的坐标系中的绝对坐标值；

第三步，根据智能安全帽在两个不同时刻的绝对坐标值计算出智能安全帽在两个不同时刻的间隔时间内的三维合成移动速度和三维合成加速度；

在第一步中，所述目标区域为发电厂的实际生产现场，将实际生产现场的不同工作区划分为不同的三维坐标区间，并以此为根据采用SLAM技术构建出虚拟地图，虚拟地图上实时可视化标注智能安全帽当前的位置信息；

使用智能安全帽与世界坐标系配合实现人员的安全监测功能，包括如下步骤：

步骤一、建立安全帽坐标系

选取智能安全帽帽沿作为基准面，由智能安全帽上的通讯模块,确定坐标轴和原点，建立一个坐标系，该坐标系称为安全帽坐标系；综合世界坐标系和安全帽坐标系，规定两个坐标系中对应的某条轴的夹角φ的取值范围；

步骤二、姿态信息判定

根据检测到的智能安全帽的三维合成移动速度、三维合成加速度及夹角φ的数值，判定作业人员的实际作业情况；

在步骤一中，智能安全帽上的通讯模块分为UWB超宽带主通讯模块和UWB超宽带副通讯模块，并将UWB超宽带主通讯模块和UWB超宽带副通讯模块所确定直线作为X轴,并以UWB超宽带主通讯模块为原点。

2.根据权利要求1所述的一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测方法，其特征在于，在第三步中预先设定智能安全帽的三维合成移动速度和三维合成加速度的阈值。

3.根据权利要求2所述的一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测方法，其特征在于：所述定位基站为8个，分别设置于长方体模型的8个顶点上。

4.根据权利要求1所述的一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测方法，其特征在于：所述姿态信息判定包括下列情况：

a)当检测到φ超出取值范围时视为智能安全帽姿态异常，即视为人员姿态异常；

b)若检测到智能安全帽的三维合成移动速度为0，并且采集不到工作人员体温、心率、血压信息，则判定为作业人员违规脱下安全帽；

c) 若监测到工作人员姿态异常，并且智能安全帽三维合成移动速度为0，并保持时间T1以上，则判定为工作人员倒地并进行预警，此时若作业人员体温、心率、血压异常，并且在T2时间内无预警回复，进一步判定为作业人员昏迷或者死亡；其中T1与T2为预先设定的时间；

d) 若智能安全帽的三维合成移动速度和三维合成加速度均大于规定的阈值,则判定作业人员高处坠落。

5.一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测系统，其特征在于：用于实现如权利要求1-4任意一项所述的方法，包括智能安全帽、定位基站、安全监理工作站及智能安全管理模块；所述的智能安全帽用于收集信息，并与定位基站及安全监理工作站通讯；所述定位基站用于接收智能安全帽发射出的超宽带信号，并解析后得出与智能安全帽的绝对距离信息；所述安全监理工作站包括服务器，用于实时指挥作业人员作业、接收作业现场画面和显示智能安全帽返回的定位信息、作业环境信息和作业人员生命体特征信息；并做出安全判断和预警；所述智能安全管理模块用于实现对智能安全帽的定位功能，以及对人员的安全监测功能。

6.根据权利要求5所述的一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测系统，其特征在于，所述智能安全帽包括安全帽本体，安全帽本体上设置有生命体特征监测模块、环境监测模块、通讯模块、语音摄像模块和充放电管理模块。

7.根据权利要求6所述的一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测系统，其特征在于，所述智能安全帽中的通讯模块包括UWB超宽带主通讯模块和UWB超宽带副通讯模块。

8.根据权利要求7所述的一种应用于火电厂巡检作业的智能安全监测系统，其特征在于，所述UWB超宽带主通讯模块和UWB超宽带副通讯模块在安全帽本体上左右对称设置。