本發(fā)明涉及消防技術領域，尤其涉及一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置。

背景技術：

在現(xiàn)在的通信條件下，當火災發(fā)生的時候，后場的指揮員對火情的判斷及作戰(zhàn)決策的制定多是通過火場通信兵口頭傳回的信息，這樣在時間、人員救援及火情信息的傳遞上會產(chǎn)生很大的誤差。現(xiàn)階段，消防通信指揮系統(tǒng)正是我國消防隊配備的軟肋，各類先進的通信技術和理念都難以真正進入消防領域進行實際應用。因此，利用先進通信技術開發(fā)的消防用通信指揮系統(tǒng)將具有極大的市場前景和應用空間。

消防是人們生產(chǎn)生活的保障,消防人員在火災現(xiàn)場沖鋒陷陣,冒著生命危險保護人民的生命財產(chǎn)安全。消防滅火本就是一個充滿危險的工作，火災現(xiàn)場原本就會出現(xiàn)很多不可控的情況，火災事故頻發(fā)、消防人員受傷、犧牲的消息屢見報端，因此，在實際消防救災中，如果能夠?qū)崟r了解消防現(xiàn)場的環(huán)境信息和消防員的位置信息，消防員就能夠?qū)撛谖ｋU做出及時的反應。消防指揮員也能根據(jù)消防現(xiàn)場的情況，對消防進行優(yōu)化調(diào)度，更好的指揮消防員；在保障消防員安全的前提下，極大可能解救災難現(xiàn)場，挽救生命和財產(chǎn)安全。

傳統(tǒng)的消防頭盔功能單一，大多僅起到防護作用，或者具有簡單的通訊功能，缺少火災現(xiàn)場的信息感知和信息交流的智能化。在實際的使用中，存在著很多不足。因此，消防頭盔向智能化發(fā)展是消防行業(yè)的強烈需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置，能夠?qū)⒒馂默F(xiàn)場信息實時ar顯示給頭盔用戶以及傳輸給后臺服務器，從而提高消防處理的效率。

本發(fā)明實施例提供了一種一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置，包括相互連接的頭盔部分和手持部分，所述頭盔部分包括圖像采集拼接模塊，所述手持部分包括主控制器模塊、4g通信模塊、定位導航模塊和ar顯示模塊；

所述圖像采集模塊用于實時采集第一路可見光圖像數(shù)據(jù)和第二路可見光圖像數(shù)據(jù)，并將采集到的兩路可見光圖像數(shù)據(jù)進行拼接后得到的全景圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述手持部分的主控制器模塊；所述主控制器模塊用于將所述全景圖像數(shù)據(jù)進行去噪增強處理后編碼得到適于通過所述4g通信模塊發(fā)送的圖像信息；所述定位導航模塊用于獲取當前位置信息，并將獲取到的當前位置信息發(fā)送給所述主控制器模塊；所述主控制器模塊用于將所述圖像信息和當前定位信息通過所述4g通信模塊輸出至后臺服務器以及發(fā)送給ar顯示模塊進行顯示；所述主控制器模塊用于將后臺服務器返回的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給ar顯示模塊進行顯示。

作為上述方案的改進，所述圖像采集拼接模塊包括置于頭盔前部的第一可見光攝像頭以及置于頭盔后部的第二可見光攝像頭，所述第一可見光攝像頭用于采集第一路可見光圖像數(shù)據(jù)，所述第二可見光攝像頭用于采集第二路可見光圖像數(shù)據(jù)。

作為上述方案的改進，所述圖像采集拼接模塊還包括fpga，所述fpga包括視頻圖像接收單元、視頻圖像拼接單元、視頻圖像壓縮編碼單元，所述fpga分別通過iic控制器控制所述第一可見光攝像頭、第二可見光攝像頭采集兩路可見光圖像數(shù)據(jù)，視頻圖像接收單元將接收到的兩路可見光圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述視頻圖像拼接單元進行拼接得到全景圖像數(shù)據(jù)，所述視頻圖像壓縮編碼單元基于h.656編碼庫對所述全景圖像數(shù)據(jù)進行壓縮和編碼處理得到壓縮后的全景圖像數(shù)據(jù)。

作為上述方案的改進，所述fpga還通過sarm控制器將壓縮后的全景圖像數(shù)據(jù)寫入sram存儲器或從sram存儲器讀出，并根據(jù)需要將sram存儲器中的全景圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至所述手持部分的主控制器模塊。

作為上述方案的改進，所述主控制器模塊采用arm處理器，包括圖像去噪增強單元和mfc，所述arm通過sarm控制器將接收到的全景圖像數(shù)據(jù)寫入sram存儲器或從sram存儲器讀出，并基于opencv視覺庫利用圖像去噪增強單元對所述全景圖像數(shù)據(jù)進行去噪增強處理，并利用mfc對去噪增強處理后的基于h.264編碼庫對所述全景圖像數(shù)據(jù)進行壓縮和編碼處理，以得到便于通過所述4g通信模塊進行傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)。

作為上述方案的改進，所述手持部分還包括環(huán)境監(jiān)控模塊，所述主控制器模塊通過iic接口與所述環(huán)境監(jiān)控模塊連接以控制所述環(huán)境監(jiān)控模塊工作并獲取所述環(huán)境監(jiān)控模塊采集到的環(huán)境信息；所述主控制器模塊還用于將接收到的所述環(huán)境信息通過所述4g通信模塊輸出至后臺服務器以及發(fā)送給所述ar顯示模塊進行顯示。

作為上述方案的改進，所述定位導航模塊包括gps模塊，所述主控制器模塊通過uart接口與所述gps模塊連接，以控制所述gps模塊工作并獲取所述gps模塊采集到的定位信息。

作為上述方案的改進，所述定位導航模塊還包括rfid電子標簽，所述主控制器模塊通過spi接口與所述rfid電子標簽連接，以控制所述rfid電子標簽工作，設置于火災現(xiàn)場的多個rfid讀取器用于將讀取到的rfid電子標簽信息發(fā)送給后臺服務器，由后臺服務器基于接收到的rfid電子標簽信息計算得到rfid電子標簽的位置。

作為上述方案的改進，所述手持部分還包括語音裝置，所述主控制器模塊通過iis接口與所述語音裝置連接，以將所述語音裝置發(fā)送的實時語音信息通過4g通信模塊向后臺服務器發(fā)送，以及將通過4g通信模塊接收所述后臺服務器返回的實時語音信息發(fā)送給所述語音裝置。

作為上述方案的改進，所述ar顯示模塊包括ar眼鏡，所述主控制器模塊通過hdmi接口與所述ar顯示模塊連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例提供的一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置通過頭盔部分的圖像采集拼接模塊實時采集第一路可見光圖像數(shù)據(jù)和第二路可見光圖像數(shù)據(jù)，并將采集到的兩路可見光圖像數(shù)據(jù)進行拼接后得到的全景圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述手持部分的主控制器模塊；所述主控制器模塊將所述全景圖像數(shù)據(jù)進行去噪增強處理后編碼得到適于通過所述4g通信模塊發(fā)送的圖像信息；所述定位導航模塊用于獲取當前位置信息，并將獲取到的當前位置信息發(fā)送給所述主控制器模塊；所述主控制器模塊用于將所述圖像信息和當前定位信息通過所述4g通信模塊輸出至后臺服務器以及發(fā)送給ar顯示模塊進行顯示；所述主控制器模塊用于將后臺服務器返回的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給ar顯示模塊進行顯示。因此，本發(fā)明實施例提供的基于4g通信的智能消防頭盔裝置能夠?qū)⒒馂默F(xiàn)場信息實時ar顯示給頭盔用戶以及傳輸給后臺服務器，從而提高消防處理的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例中一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置的結構框圖。

圖3是本發(fā)明實施例中一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置的詳細結構框圖。

圖4是本發(fā)明實施例中一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置的rfid定位原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參考圖1，是本發(fā)明實施例1中一種消防ar頭盔裝置的結構示意圖。本發(fā)明實施例的消防ar頭盔裝置包括頭盔部分1和手持部分2，頭盔部分1和手持部分2通過電纜連接。圖1展示了在頭盔本體的前部和后背分別設置第一可見光攝像頭111和第二可見光圖像112，在頭盔本體的一側留有電纜接口，手提設備通過電纜接口與頭盔相連接。

其中，如圖2所示，所述頭盔部分1包括圖像采集拼接模塊11，所述手持部分2包括主控制器模塊21、4g通信模塊22、定位導航模塊23和ar顯示模塊24。

所述圖像采集拼接模塊11實時采集第一路可見光圖像數(shù)據(jù)和第二路可見光圖像數(shù)據(jù)，并將采集到的兩路可見光圖像數(shù)據(jù)進行拼接后得到的全景圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述手持部分的主控制器模塊21。所述主控制器模塊21用于將所述全景圖像數(shù)據(jù)進行去噪增強處理后編碼得到適于通過所述4g通信模塊22發(fā)送的圖像信息。所述定位導航模塊23用于獲取當前位置信息，并將獲取到的當前位置信息發(fā)送給所述主控制器模塊21。所述主控制器模塊21用于將所述圖像信息和當前定位信息通過所述4g通信模塊22輸出至后臺服務器以及發(fā)送給ar顯示模塊24進行顯示。所述主控制器模塊21還用于將后臺服務器返回的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給ar顯示模塊24進行顯示。

如圖3所示，所述頭盔部分1的所述圖像采集拼接模塊11包括置于頭盔前部的第一可見光攝像頭111以及置于頭盔后部的第二可見光攝像頭112，所述第一可見光攝像頭111用于采集第一路可見光圖像數(shù)據(jù)，所述第二可見光攝像頭112用于采集第二路可見光圖像數(shù)據(jù)。頭盔前部后部分別采用可見光攝像頭采集圖像，可以實現(xiàn)火災現(xiàn)場全景拍攝，為消防人員在現(xiàn)場徹底撲滅火情提供了極大的保障。

所述圖像采集拼接模塊11還包括fpga123，所述fpga123包括視頻圖像接收單元1231、視頻圖像拼接單元1232和視頻圖像壓縮編碼單元1233。所述fpga123分別通過iic控制器控制所述第一可見光攝像頭111、第二可見光攝像頭112采集兩路可見光圖像數(shù)據(jù)，視頻圖像接收單元1231將接收到的兩路可見光圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述視頻圖像拼接單元1232進行拼接得到全景圖像數(shù)據(jù)，所述視頻圖像壓縮編碼單元1233基于h.656編碼庫對所述全景圖像數(shù)據(jù)進行壓縮和編碼處理得到壓縮后的全景圖像數(shù)據(jù)。所述fpga123還通過sarm控制器1234將壓縮后的全景圖像數(shù)據(jù)寫入sram存儲器或從sram存儲器讀出，并根據(jù)需要將sram存儲器中的全景圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至所述手持部分2的主控制器模塊21。

參考圖3，所述主控制器模塊21采用arm處理器，包括圖像去噪增強單元211和mfc212，所述arm處理器通過sarm控制器213將接收到的全景圖像數(shù)據(jù)寫入sram存儲器或從sram存儲器讀出，并基于opencv視覺庫利用圖像去噪增強單元211對所述全景圖像數(shù)據(jù)進行去噪增強處理，并利用mfc212基于h.264編碼庫對去噪增強處理后的所述全景圖像數(shù)據(jù)進行壓縮和編碼處理，以得到便于通過所述4g通信模塊22進行傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)。

在本實施例中，所述手持部分2的arm處理器采用cortex-a9架構，其體積小、低功耗、低成本、高性能，能滿足實時圖像處理的要求。arm處理器通過系統(tǒng)總線與fpga相連接，fpga對獲取的視頻圖像通過系統(tǒng)總線傳輸給arm處理器，arm處理器運行l(wèi)inux操作系統(tǒng)，通過調(diào)用圖像處理庫對獲取的圖像進行去噪和增強處理，然后由arm處理器的mfc模塊對視頻圖像編碼為h.264格式化，便于無線傳輸。

所述定位導航模塊23包括gps模塊。所述手持部分2的arm處理器通過uart接口214接收所述gps模塊發(fā)送的定位信息，并將所述定位信息通過所述4g通信模塊22發(fā)送到后臺服務器。所述定位導航模塊23還包括rfid電子標簽，所述主控制器模塊21通過spi接口215與所述rfid電子標簽連接，以控制所述rfid電子標簽工作。設置于火災現(xiàn)場的多個rfid讀取器用于將讀取到的rfid電子標簽信息發(fā)送給后臺服務器，由后臺服務器基于接收到的rfid電子標簽信息計算得到rfid電子標簽的位置。本實施例的定位導航模塊23包括gps和rfid定位，根據(jù)gps定位可以迅速確認火災現(xiàn)場，但在封閉環(huán)境中gps容易受建筑物遮擋，影響定位精度。而采用rfid定位，由于有源rfid標簽包含電源，可以給標簽芯片的電源，使標簽能產(chǎn)生積極的外部信號，標簽上有很長的讀取距離和大容量內(nèi)存，可以存儲更多的信息，故采用有源rfid定位。因為每個rfid標簽都具有唯一的電子編碼，根據(jù)頭盔裝置的電子標簽，可以具體到每一個人，由圖4的rfid定位原理可知，在火災現(xiàn)場放置適當?shù)拈喿x器根據(jù)每個消防員頭盔裝置的電子標簽，可以準確的定位到每個消防員。后臺服務器(指揮中心的監(jiān)控系統(tǒng))可以同時接收多路現(xiàn)場數(shù)據(jù)包括消防員的位置信息，并可以同任一隊員進行實時語音通信，為消防人員作出正確的判斷。

具體的，rfid電子標簽為有源標簽，標簽內(nèi)存儲消防員編號及其基本信息，設置于手持部分(例如手持部分)2內(nèi)。rfid讀取器為固定式的多頻讀卡器，固定設置于火災現(xiàn)場各個地方，讀取rfid電子標簽信息，與rfid電子標簽通過射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達到識別和定位的功能。rfid閱讀器與rfid電子標簽通過射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達到識別和定位的功能。每個rfid讀取器可通過wifi與后臺服務器進行數(shù)據(jù)通信，發(fā)送rfid電子電子標簽內(nèi)的消防員編號、基本信息與定位信息。

參考圖3，所述手持部分2還包括語音裝置13，所述主控制器模塊21通過iis接口220與所述語音裝置13連接，以將所述語音裝置13發(fā)送的實時語音信息通過4g通信模塊22向后臺服務器發(fā)送，以及將通過4g通信模塊22接收所述后臺服務器返回的實時語音信息發(fā)送給所述語音裝置。這樣，后臺服務器的指揮員可以同時接收多路現(xiàn)場數(shù)據(jù)包括消防員的位置信息，并可以同任一隊員進行實時語音通信，為消防人員作出正確的判斷。

參考圖3，所述手持部分2還包括環(huán)境監(jiān)控模塊14，所述主控制器模塊21通過iic接口216與所述環(huán)境監(jiān)控模塊14連接以控制所述環(huán)境監(jiān)控模塊14工作并獲取所述環(huán)境監(jiān)控模塊14采集到的環(huán)境信息。所述主控制器模塊21還用于將接收到的所述環(huán)境信息通過所述4g通信模塊22輸出至后臺服務器以及發(fā)送給所述ar顯示模塊24進行顯示。

參考圖3，本實施例的手持部分2的主控制器模塊21不但會將圖像信息、當前定位信息、環(huán)境信息通過4g通信模塊22(主控制器模塊21設置pcie接口217與所述4g通信模塊22連接)發(fā)送至后臺服務器，還將圖像信息、當前定位信息、環(huán)境信息發(fā)送給ar顯示模塊24進行實時顯示。其中，所述ar顯示模塊24包括ar眼鏡241，所述主控制器模塊21通過hdmi接口218與所述ar顯示模塊24連接。因此，本實施例的智能消防頭盔裝置既可以通過4g通信模塊的4g/wifi將救災現(xiàn)場信息實時傳遞到后臺服務器的指揮中心，還能通過ar眼鏡為消防員實時顯示火災周圍環(huán)境信息。

可以理解的，如圖1所示，本發(fā)明實施例的ar眼鏡241本身并鑲嵌在頭盔本體的正前方，所述ar顯示模塊24還包括用于驅(qū)動所述ar眼鏡241的ar眼鏡驅(qū)動模塊，所述ar眼鏡驅(qū)動模塊設置于所述手持部分(設備)2，并通過對應接口與所述ar眼鏡241連接。

另外，本實施例的手持部分2還配有電源模塊和復位按鍵，電源模塊可以對裝置充電，供電和斷電，復位按鍵可以使系統(tǒng)復位為初始狀態(tài)。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的一種基于4g通信的智能消防頭盔裝置通過頭盔部分的圖像采集拼接模塊實時采集第一路可見光圖像數(shù)據(jù)和第二路可見光圖像數(shù)據(jù)，并將采集到的兩路可見光圖像數(shù)據(jù)進行拼接后得到的全景圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述手持部分的主控制器模塊；所述主控制器模塊將所述全景圖像數(shù)據(jù)進行去噪增強處理后編碼得到適于通過所述4g通信模塊發(fā)送的圖像信息；所述定位導航模塊用于獲取當前位置信息，并將獲取到的當前位置信息發(fā)送給所述主控制器模塊；所述主控制器模塊用于將所述圖像信息和當前定位信息通過所述4g通信模塊輸出至后臺服務器以及發(fā)送給ar顯示模塊進行顯示；所述主控制器模塊用于將后臺服務器返回的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給ar顯示模塊進行顯示。因此，本發(fā)明實施例提供的基于4g通信的智能消防頭盔裝置能夠?qū)⒒馂默F(xiàn)場信息實時ar顯示給頭盔用戶以及傳輸給后臺服務器，從而提高消防處理的效率。在不增加負重的情況下，通過增強現(xiàn)實和無線通信技術，為實施火災救援的消防隊員實時提供行動數(shù)據(jù)，指導消防人員作出正確的行動和判斷具有重要的研究意義。

需說明的是，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外，本發(fā)明提供的裝置實施例附圖中，模塊之間的連接關系表示它們之間具有通信連接，具體可以實現(xiàn)為一條或多條通信總線或信號線。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

通過以上的實施方式的描述，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實現(xiàn)，當然也可以通過專用硬件包括專用集成電路、專用cpu、專用存儲器、專用元器件等來實現(xiàn)。一般情況下，凡由計算機程序完成的功能都可以很容易地用相應的硬件來實現(xiàn)，而且，用來實現(xiàn)同一功能的具體硬件結構也可以是多種多樣的，例如模擬電路、數(shù)字電路或?qū)Ｓ秒娐返取５牵瑢Ρ景l(fā)明而言更多情況下軟件程序?qū)崿F(xiàn)是更佳的實施方式。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，如計算機的軟盤，u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述的方法。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。