[发明专利]一种电力工人铁塔辅助作业的方法及系统

说明书

本发明公开一种电力工人铁塔辅助作业的方法及系统，包括姿态数据采集系统，用于采集作业人员的姿态数据；视频数据采集系统，用于采集作业人员周围全方位的视频数据；数据读取系统，用于读取姿态数据与视频数据；上位机，用于识别姿态数据；路由器，用于提供网络移动热点；计算机，用于显示人体运动姿态和视频信息；所述姿势数据采集系统、视频数据采集系统与数据读取系统的一端连接，数据读取系统的另一端与路由器的一端、计算机的一端连接，路由器的另一端与上位机的一端连接，上位机的另一端与计算机另一端连接；本发明能够全方位的采集作业人员周围的环境图像信息，实时多方位的对铁塔作业人员进行监护。

技术领域

本发明涉及姿态识别及图像采集传输领域，特别是涉及一种电力工人铁塔辅助作业的方法及系统。

背景技术

随着特高压技术的快速发展，电力铁塔随着电压等级的增高而快速增高，因此电力作业人员在铁塔上工作时，由于距离及铁塔作业的特殊性，目前监护人只能使用望远镜或者登塔进行监护，该方式使得监护人员难以周密的监护电力工人在电力铁塔上作业，还会存在以下问题：

当监护人员塔下监护时，由于距离过于遥远，望远镜无法细致的观察到塔上作业人员具体作业情况，特别是进行细微操作时，监护难度更大；当监护人员在登塔监护作业时，由于塔身作业空间限制，无法实时多方位的对铁塔作业人员进行监护，存在监护不周密的风险，因此，如何实时的检测铁塔作业人员自身的工作状态，以及全方位的采集作业人员周围的环境图像信息就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力工人铁塔辅助作业的方法及系统，以解决上述现有技术存在的问题，使电力工人铁塔辅助作业时的安全问题得到有效监护。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于姿态识别和图像采集传输技术的电力工人铁塔辅助作业的系统，包括姿态数据采集系统，用于采集作业人员的姿态数据；视频数据采集系统，用于采集作业人员周围全方位的视频数据；数据读取系统，用于读取姿态数据与视频数据；上位机，用于识别姿态数据；路由器，用于提供网络移动热点；计算机，用于显示人体运动姿态和视频信息；所述姿势数据采集系统、视频数据采集系统与数据读取系统的一端连接，数据读取系统的另一端与路由器的一端、计算机的一端连接，路由器的另一端与上位机的一端连接，上位机的另一端与计算机另一端连接。

优选的，姿态数据采集系统为IMU系统，所述IMU系统通过14个九轴姿态传感器，分别采集人体的左右手的手部、前肘、后肘，头部，颈部，躯干上部分、下部分，左右下肢上部分、下部分、脚部的角度和角加速度数据。

优选的，所述视频采集系统采用三个USB式的高清摄像头，分别采集作业人员正前方、左后方和右后方的视频数据，两两摄像头之间相差120度。

优选的，所述数据读取系统为LINUX系统的ARM板。

优选的，每个所述九轴姿态传感器使用一个单片机进行数据采集，同时进行组网，将姿态数据传输到数据读取系统。

优选的，所述IMU系统采用的MSP430G2553单片机作为系统的核心。

优选的，还包括电源模块，用于为姿态数据采集系统、视频数据采集系统、数据读取系统、上位机、计算机供电。

一种电力工人铁塔辅助作业的方法，包括如下步骤：S1、使用IMU系统采集作业人员的姿态数据，通过14个九轴姿态传感器MPU9250，分别采集人体的左右手的手部、前肘、后肘，头部，颈部，躯干上部分、下部分，左右下肢上部分、下部分、脚部的角度和角加速度数据，每个所述九轴姿态传感器使用一个单片机进行数据采集，同时进行组网，将姿态数据传输到LINUX系统的 ARM板，将所述角度和角加速度数据，先经过通过四元数法进行四元数解算，得到所处方位的三轴姿态角，再经过卡尔曼滤波算法，融合计算出人体各部分姿态数据，再将长期采集的人体各部分姿态动作数据和各部分实际动作，通过神经网络算法，学习运算出各部分姿态的数据阈值；