一种基于姿态传感器的安全带反馈监测系统及方法与流程

本发明涉及工地应用系统，尤其涉及一种基于姿态传感器的安全带反馈监测系统及方法。

背景技术：

1、慧工地是指运用信息化手段，通过三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟，同时围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，实现工程施工可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平和实现绿色建造和生态建造。

2、工地作为事故高发的场所，它的安全防护备受大家的关注。然而，现有的安全防护措施的使用情况却不容乐观。据统计，建筑施工作业区很多发生高处坠落事故的作业人员都是由于没有佩戴安全带造成的。市面上的智能安全带也大多缺乏基于实际场景的安全带监测系统，当施工工人出现危险行为与安全带自身出现故障时，不能很好的进行预警并实时地采取相应的措施，对建筑公司与相关负责人造成很大的困扰，严重影响工地上各项工作的进展。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明创新性地提供了一种基于姿态传感器的安全带反馈监测系统及方法，解决了施工工人出现危险行为与安全带自身出现故障时，不能很好进行预警并实时采取相应措施的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明创新性地提供了如下技术方案：一种基于姿态传感器的安全带反馈监测系统，所述安全带反馈监测系统用于感知被检测目标的姿态信息，并根据姿态信息作出合理化的反馈进行输出，所述安全带反馈监测系统包括：

3、信息发生模块，所述信息发生模块用以产生第一次被检测目标的第一姿态信息，并将第一姿态信息传输至下一模块；

4、姿态传感器模块，所述姿态传感器模块用于感知信息发生模块产生的第一姿态信息，并对第一姿态信息进行处理得到姿态数据；

5、运算判别模块以及显示模块，所述运算判别模块与所述姿态传感器模块相连接，并作用于姿态传感器模块用以将所述的姿态数据归类并进行姿态数据的二值化处理；

6、若高于预设定阈值，则所述的姿态数据通过所述显示模块进行输出；

7、若低于预设定阈值，则所述姿态数据将作为反馈信号被重新上传至信息发生模块，且信息发生模块接收到反馈信号后重新发送第二次被检测目标的第二姿态信息并传输至所述的姿态传感器模块，直至所述的二值化处理结果高于预设定阈值，将所述姿态数据通过显示模块进行输出。

8、进一步地，所述姿态传感器模块与信息发生模块通过无线通信的方式相连接，并采用姿态传感器作为所述的姿态传感器模块装配在智能安全带上。

9、进一步地，所述姿态传感器模块将整理后的姿态信息进行定向获取以便得出产生的数值信息，所述数值信息包括求算被检测目标所处空间的欧拉角。

10、进一步地，所述运算判别模块包括用于对所述姿态数据进行估计和推理的分析单元，以及用于根据分析单元所输出的结果对姿态数据进行分类的分类单元，以及对姿态数据的合理化进行决策，以便产生显示数据和反馈数据的判别单元。

11、进一步地，所述对姿态数据进行估计和推理包括关键点检测、姿态回归和深度学习，所述的合理化决策包括姿态数据的交叉验证以及姿态数据的二值化推理赋值。

12、进一步地，所述分类单元采用支持向量机模型svm算法对姿态数据进行分类。

13、进一步地，所述姿态数据作为反馈信号被重新上传至信息发生模块，在重新上传的过程中采用卡尔曼滤波算法ekf对反馈信号进行滤波处理。

14、该技术方案还创新性地提供了一种用于实现上述安全带反馈监测系统的方法，该方法包括以下步骤：

15、s1、获取信息发生模块产生第一次被检测目标的第一姿态信息；

16、s2、通过姿态传感器模块感知第一姿态信息得到待判别信息；

17、s3、采用支持向量机模型svm算法将待判别信息进行归类，并把不合理的待判别信息作为反馈信号重新上传至信息发生模块；

18、s4、采用卡尔曼滤波算法ekf提高反馈信号的信噪比，并利用信息发生模块重新发送第二次被检测目标的第二姿态信息并返回至步骤s2，直至待判别信息合理；

19、s5、将合理的判别信息发送至显示模块。

20、借由上述技术方案，本发明创新性地提供了一种基于姿态传感器的安全带反馈监测系统及方法，至少具备以下有益效果：

21、1、本发明通过姿态传感器模块对于信息的加工处理，可以更精确的获取待检测目标的各项指标，通过运算判别模块的分析、估计和反馈，大大提升了信息转化的效率，也提高了姿态信息采集的稳定性和精准度，同时也降低了因多次重复监测造成的人力与物力资源的浪费，并能够实时预警，对于减少工地事故的发生率具有重大意义。

22、2、本发明采用不合理的姿态信息作为反馈信号，对于不合理的危险姿态信息利用数据二值化的方法标记并阻止其输出，不断的信息反馈判别达到了将姿态信息“过滤”的效果。大大提升了监测效率，极大地降低了危险发生的可能，同时也可动态、实时地监测并记录客体所产生姿态数据信息，具有良好的实用性、通用性以及广阔的应用前景。

23、3、本发明通过不断的对姿态数据进行反馈判断，将不合理的危险姿态信息筛除，使得监测人员可以对可能出现的异常情况预先采取措施，大大地提高了监测效率，也降低了在监测过程中所耗费的人力、物力等成本。

技术特征：

1.一种基于姿态传感器的安全带反馈监测系统，其特征在于，所述安全带反馈监测系统用于感知被检测目标的姿态信息，并根据姿态信息作出合理化的反馈进行输出，所述安全带反馈监测系统包括：

2.根据权利要求1所述的安全带反馈监测系统，其特征在于，所述姿态传感器模块与信息发生模块通过无线通信的方式相连接，并采用姿态传感器作为所述的姿态传感器模块装配在智能安全带上。

3.根据权利要求1所述的安全带反馈监测系统，其特征在于，所述姿态传感器模块将整理后的姿态信息进行定向获取以便得出产生的数值信息，所述数值信息包括求算被检测目标所处空间的欧拉角。

4.根据权利要求1所述的安全带反馈监测系统，其特征在于，所述运算判别模块包括用于对所述姿态数据进行估计和推理的分析单元，以及用于根据分析单元所输出的结果对姿态数据进行分类的分类单元，以及对姿态数据的合理化进行决策，以便产生显示数据和反馈数据的判别单元。

5.根据权利要求4所述的安全带反馈监测系统，其特征在于，所述对姿态数据进行估计和推理包括关键点检测、姿态回归和深度学习，所述的合理化决策包括姿态数据的交叉验证以及姿态数据的二值化推理赋值。

6.根据权利要求4所述的安全带反馈监测系统，其特征在于，所述分类单元采用支持向量机模型svm算法对姿态数据进行分类。

7.根据权利要求4所述的安全带反馈监测系统，其特征在于，所述姿态数据作为反馈信号被重新上传至信息发生模块，在重新上传的过程中采用卡尔曼滤波算法ekf对反馈信号进行滤波处理。

8.一种用于实现上述权利要求1-7任一项所述的安全带反馈监测系统的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

技术总结本发明涉及工地应用系统技术领域，解决了施工工人出现危险行为与安全带自身出现故障时，不能很好进行预警并实时采取相应措施的技术问题，尤其涉及一种基于姿态传感器的安全带反馈监测系统及方法，安全带反馈监测系统用于感知被检测目标的姿态信息，并根据姿态信息作出合理化的反馈进行输出，安全带反馈监测系统包括：信息发生模块用以产生第一次被检测目标的第一姿态信息，并将第一姿态信息传输至下一模块；姿态传感器模块用于感知信息发生模块产生的第一姿态信息，并对第一姿态信息进行处理得到姿态数据。本发明降低了因多次重复监测造成的人力与物力资源的浪费，并能够实时预警，对于减少工地事故的发生率具有重大意义。技术研发人员：李忠,张昊,陈媛受保护的技术使用者：合肥星河之上数字科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9