用于安全带的辅助安全装置系统及方法与流程

本发明涉及安全带设备的领域，尤其涉及用于安全带的辅助安全装置系统及方法。

背景技术：

1、建筑工人在高空作业时，会存在未正确佩戴使用安全带的情况，比如将安全带悬挂在一个距离地面较低的位置，但是安全带的长度却大于该位置的高度(即通常所说的安全带“低挂高用”)，一旦建筑工人发生坠落，安全带将无法完全展开和受力，使得建筑工人会直接落在硬质地面或障碍物上，导致安全带无法对建筑工人起到应有的保护作用。利用视频监控和ai分析相结合的方式来对安全带是否发生“低挂高用”的情况进行识别，但是建筑施工现场的环境复杂，无法对每个建筑工人均配置监控摄像头；同时视频监控的数据量较大，ai分析必然会耗费较长时间，导致发生视频监控延迟的情况，架设与维护监控摄像头还增加相应的硬件成本；还有建筑动作的作业位置经常变动，需要适应性调整监控摄像头的架设位置，无疑增加了视频监控的人力成本。可见现有利用视频监控和ai分析的方式并不能非常便捷的、低成本的适应建筑工作的作业位置的变化随时随地地进行安全带“低挂高用”的监控，不能与安全带同步组合使用，无法提供低成本、有效检测出安全带“低挂高用”风险和及时提供建筑工人潜在风险的安全带使用监控方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于安全带的辅助安全装置及其安全监控方法，包括在水平方向和垂直方向分别进行测距的若干第一超声波测距传感器和若干第二超声波测距传感器，得到水平测距数据和垂直测距数据；用于检测位姿数据的陀螺仪；利用微机系统分析水平测距数据、垂直测距数据、位姿数据，对与辅助安全装置对应的安全带进行使用安全状态的评估，判断安全带是否存在“低挂高用”的风险；还利用无线通信模块将评估结果发送至监控中心，便于监控中心及时向安全带的使用人员发送报警通知，这样使用人员可及时调整安全带的使用情况；该辅助安全装置与安全带同步配合使用，可适应人员在建筑工地所在位置频繁改变的情况，不需要额外架设视频监控设备和进行ai分析，减少安全带监控的时间延迟，便于人员在现场使用，及时向人员提醒安全带“低挂高用”的风险，提高建筑施工的安全管理可靠性。

2、本发明是通过以下技术方案实现：

3、用于安全带的辅助安全装置系统，包括：壳体，

4、所述壳体的顶部设置有若干第一超声波测距传感器；所述第一超声波测距传感器用于在水平方向进行测距，得到水平测距数据；

5、所述壳体的底部设置有若干第二超声波测距传感器；所述第二超声波测距传感器用于在垂直方向进行测距，得到垂直测距数据；

6、所述壳体的底部还设置有陀螺仪；所述陀螺仪用于检测所述壳体的位姿数据；

7、所述壳体的内部设置有微机系统和无线通信模块；所述微机系统与所述第一超声波测距传感器、所述第二超声波测距传感器和所述陀螺仪连接，根据所述水平测距数据、所述垂直测距数据和所述位姿数据，对与所述辅助安全装置对应的安全带进行使用安全状态的评估，得到相应的评估结果；

8、所述无线通信模块与所述微机系统连接，用于将所述评估结果发送至监控中心。

9、可选地，所述壳体的顶部设置有四个第一超声波测距传感器，所述四个第一超声波测距传感器分别设置在所述壳体的顶部的四个侧边的中心位置；

10、所述壳体的底部设置有两个第二超声波测距传感器，所述两个第二超声波测距传感器分别设置在所述壳体的底部相对的两个侧边的中心位置；

11、所述陀螺仪设置在所述底部处。

12、可选地，所述壳体的底部还设置有若干配重块。

13、可选地，所述辅助安全装置通过带挂钩的软质吊带与悬挂部件连接；

14、所述安全带通过安全带挂钩与所述悬挂部件连接；

15、所述安全带挂钩与所述辅助安全装置通过软质连接带连接。

16、使用用于安全带的辅助安全装置的安全监控方法，包括：

17、步骤s1，基于所述陀螺仪检测的位姿数据，判断所述壳体是否与垂直方向存在夹角；基于所述壳体是否与垂直方向存在夹角的判断结果，对所述水平测距数据和所述垂直测距数据进行预处理；

18、步骤s2，基于所述水平测距数据，得到所述辅助安全装置与位于其侧面方位的障碍物之间相对距离；基于所述相对距离，判断所述辅助安全装置是否受到所述位于其侧面方位的障碍物产生的干扰，并基于所述辅助安全装置是否受到干扰的判断结果，向所述监控中心发送相应的评估结果通知消息；

19、步骤s3，当所述辅助安全装置未受到干扰，则基于所述第二超声波测距传感器的检测结果，判断所述安全带的使用人员是否处于未知可测量安全风险状态，并基于所述未知可测量安全风险状态的判断结果，向所述监控中心发送相应的评估结果通知消息；

20、步骤s4，当所述安全带的使用人员不处于未知可测量安全风险状态，则基于所述垂直测距数据，得到所述安全辅助装置与位于其下方方位的障碍物之间的相对距离；基于所述相对距离，判断所述安全带的使用人员是否处于安全状态，并基于所述安全状态的判断结果，向所述监控中心发送相应的评估结果通知消息。

21、可选地，在所述步骤s1中，基于所述陀螺仪检测的位姿数据，判断所述壳体是否与垂直方向存在夹角；基于所述壳体是否与垂直方向存在夹角的判断结果，对所述水平测距数据和所述垂直测距数据进行预处理，包括：

22、对所述陀螺仪检测的位姿数据进行分析，得到所述壳体的底部法线方向与垂直方向之间的相对夹角值；若所述相对夹角值等于零，则判断所述壳体与垂直方向不存在夹角；若所述相对夹角值不等于零，则判断所述壳体与垂直方向存在夹角；

23、当所述壳体与垂直方向存在夹角，则基于所述相对夹角值，对所述水平测距数据和所述垂直测距数据进行修正预处理；当所述壳体与垂直方向不存在夹角，则不对所述水平测距数据和所述垂直测距数据进行修正预处理。

24、可选地，在所述步骤s2中，基于所述水平测距数据，得到所述辅助安全装置与位于其侧面方位的障碍物之间相对距离；基于所述相对距离，判断所述辅助安全装置是否受到所述位于其侧面方位的障碍物产生的干扰，并基于所述辅助安全装置是否受到干扰的判断结果，向所述监控中心发送相应的评估结果通知消息，包括：

25、对所述水平测距数据进行分析，得到所述辅助安全装置与位于其侧面方位的障碍物之间的相对水平距离；基于所述第一超声波测距传感器的超声发射部件和超声接收部件各自在所述第一超声测距传感器的位置信息，确定所述第一超声波测距传感器的检测盲区宽度；若所述相对水平距离大于所述检测盲区宽度，则判断所述辅助安全装置未受到所述位于其侧面方位的障碍物产生的干扰；否则，判断所述辅助安全装置受到所述位于其侧面方位的障碍物产生的干扰；

26、当所述辅助安全装置未受到干扰，则向所述监控中心发送包含未知可测量安全风险已解除的通知消息；当所述辅助安全装置受到干扰，则向所述监控中心发送包含所述相对水平距离与所述检测盲区宽度之间差值的通知消息。

27、可选地，在所述步骤s3中，当所述辅助安全装置未受到干扰，则基于所述第二超声波测距传感器的检测结果，判断所述安全带的使用人员是否处于未知可测量安全风险状态，并基于所述未知可测量安全风险状态的判断结果，向所述监控中心发送相应的评估结果通知消息，包括：

28、当所述辅助安全装置未受到干扰，对所述第二超声波测距传感器的检测结果，判断所述第二超声波测距传感器是否发生测距读数错误的情况；当所述第二超声波测距传感器发生测距读数错误情况，则判断所述安全带的使用人员处于未知可测量安全风险状态；当所述第二超声波测距传感器未发生测距读数错误情况，则判断所述安全带的使用人员不处于未知可测量安全风险状态；

29、当所述安全带的使用人员处于未知可测量安全风险状态，则向所述监控中心发送包含未知可测量安全风险未解除的通知消息；当所述安全带的使用人员不处于未知可测量安全风险状态，则向所述监控中心发送包含未知可测量安全风险已解除的通知消息。

30、可选地，在所述步骤s4中，当所述安全带的使用人员不处于未知可测量安全风险状态，则基于所述垂直测距数据，得到所述安全辅助装置与位于其下方方位的障碍物之间的相对距离；基于所述相对距离，判断所述安全带的使用人员是否处于安全状态，并基于所述安全状态的判断结果，向所述监控中心发送相应的评估结果通知消息，包括：

31、当所述安全带的使用人员不处于未知可测量安全风险状态，则对所述垂直测距数据进行分析，得到所述安全辅助装置的底部与位于其下方方位的障碍物之间的相对垂直距离；基于所述相对垂直距离和所述辅助安全装置的底部与其对应的悬挂部件之间的相对垂直距离，得到第一总距离值；

32、基于所述安全带的长度值、其对应连接的安全带挂钩的长度值、其对应的使用人员的预设人体宽度值，得到第二总距离值；将所述第一总距离值与所述第二总距离值进行对比，若所述第一总距离值大于所述第二总距离值，则所述安全带的使用人员处于安全状态；否则，判断所述安全带的使用人员不处于安全状态；

33、当所述使用人员处于安全状态，则向所述监控中心发送关于所述使用人员当前正确使用安全带的通知消息；当所述使用人员不处于安全状态，则向所述监控中心发送关于所述使用人员当前未正确使用安全带的通知消息。

34、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

35、本技术提供的用于安全带的辅助安全装置及其安全监控方法，包括在水平方向和垂直方向分别进行测距的若干第一超声波测距传感器和若干第二超声波测距传感器，得到水平测距数据和垂直测距数据；用于检测位姿数据的陀螺仪；利用微机系统分析水平测距数据、垂直测距数据、位姿数据，对与辅助安全装置对应的安全带进行使用安全状态的评估，判断安全带是否存在“低挂高用”的风险；还利用无线通信模块将评估结果发送至监控中心，便于监控中心及时向安全带的使用人员发送报警通知，这样使用人员可及时调整安全带的使用情况；该辅助安全装置与安全带同步配合使用，可适应人员在建筑工地所在位置频繁改变的情况，不需要额外架设视频监控设备和进行ai分析，减少安全带监控的时间延迟，便于人员在现场使用，及时向人员提醒安全带“低挂高用”的风险，提高建筑施工的安全管理可靠性。