一种基于激光雷达的车间安全防护系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于激光雷达的车间安全防护系统，包括：激光雷达系统、控制模块、供电模块、摄像头模块和警报模块，所述激光雷达系统包括多个激光雷达，所述激光雷达用于获取第一监测对象的点云数据，并将所述点云数据发送给所述控制模块，所述控制模块分析所述点云数据，根据分析结果判断是否启动摄像头模块，如果启动摄像头模块，则控制所述供电模块给所述摄像头模块启动供电，并获取摄像头模块监测的第二监测对象的图像数据，所述摄像头模块将所述图像数据发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述点云数据和所述图像数据，判断当前车间是否处于安全操作，如果否，则生成非安全操作警报。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光雷达的车间安全防护系统
本专利技术属于车间安全防护
，特别涉及一种基于激光雷达的车间安全防护系统。
技术介绍
现有的生产中，如何维持车间的安全运行，尤其是减少车间的危险操作，提高安全生产，这是生产过程中一直在追求的。随着科学技术的不断发展，车间正在向着智能化控制，需要人进行的操作越来越少，但是人的操作确仍然起着关键的作用，如何将智能化机器的运行和人的操作相结合的同时，提高车间的安全运行，这是未来需要重点的关注的难题。
技术实现思路
本专利技术公开了一种基于激光雷达的车间安全防护系统，包括：激光雷达系统、控制模块、供电模块、摄像头模块和警报模块，所述激光雷达系统包括多个激光雷达，所述激光雷达用于获取第一监测对象的点云数据，并将所述点云数据发送给所述控制模块，所述控制模块分析所述点云数据，根据分析结果判断是否启动摄像头模块，如果启动摄像头模块，则控制所述供电模块给所述摄像头模块启动供电，并获取摄像头模块监测的第二监测对象的图像数据，所述摄像头模块将所述图像数据发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述点云数据和所述图像数据，判断当前车间是否处于安全操作，如果否，则生成非安全操作警报，通过所述警报模块进行警报提示。所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，所述激光雷达系统至少包括第一激光雷达、第二激光雷达和第三激光雷达，所述第一激光雷达、第二激光雷达和第三激光雷达分布在所述第一监测对象的三维空间中，用于获取第一监测对象的动作的三维数据；所述第一监测对象为车间中动作的设备。所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，所述点云数据通过通信模块发送给所述控制模块。所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，所述控制模块包括点云数据接收模块、点云数据处理模块、点云数据分析模块、启动模块；所述控制模块分析所述点云数据，根据分析结果判断是否启动摄像头模块具体包括：所述点云数据接收模块用于接收所述点云数据并传输到所述点云数据处理模块，所述点云数据处理模块将所述点云数据进行栅格化处理，并将栅格化处理后的点云数据发送给所述点云数据分析模块；所述点云数据分析模块从栅格化处理后的点云数据中区分出静态背景栅格数据和所述第一监测对象的动作栅格数据，对第一监测对象的动作栅格数据进行动作轨迹分析，将所述动作轨迹与预设的动作轨迹进行对比，判断动作轨迹是否有偏出预设的动作轨迹的坐标，如果存在至少有一个动作轨迹的坐标偏出预设的动作轨迹，则得出分析结果需要启动摄像头模块，并生成触发信号给所述启动模块，如果不存在，则进入下一个监测周期。所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，所述控制模块还包括图像数据接收模块、图像数据分析处理模块；所述启动模块接收所述触发信号后，启动所述供电模块给所述摄像头模块供电，所述摄像头模块接收所述供电模块供电后，监测所述第二监测对象的图像数据，并将图像数据发送给所述图像数据接收模块，所述图像数据接收模块将所述图像数据发送给所述图像数据分析处理模块；所述图像数据分析处理模块将所述图像数据进行分析处理，并与预设的第二监测对象的操作方式进行对比，判断第二监测对象是否按照正确操作标准进行操作；如果第二监测对象是按照正确操作标准进行操作，则发送第一反馈信号给所述点云数据分析模块，所述点云数据分析模块接收到所述第一反馈信号后，判断偏出预设的动作轨迹的坐标数量，如果坐标数量大于3个，则判断第一监测对象处于异常危险动作中，所述系统发出警报信息；如果坐标数量处于1-3个之间，则控制所述激光雷达系统关闭所述第一激光雷达，使用第二激光雷达和第三激光雷达再次监测第一监测对象的第二点云数据，对所述第二点云数据进行分析处理；关闭第二激光雷达，使用第一激光雷达和第三激光雷电监测第一监测对象的第三点云数据；关闭第三激光雷达，使用第一激光雷达和第二激光雷电监测第一监测对象的第四点云数据；根据所述第二点云数据、第三点云数据和第四点云数据进行对比分析，判断是否相同，如果相同，则判断第一监测对象处于异常危险动作中，所述系统发出警报信息；如果不同，则认为激光雷达异常，所述系统发出激光雷达检修信息；如果第二监测对象不是按照正确操作标准进行操作，则提示语音播报提示第二监测对象按照正确操作标准进行操作，在语音播报后，再次通过摄像头模块监测所述第二监测对象的操作动作，如果操作动作符合操作标准，则发送第二反馈信号给所述点云数据分析模块，所述点云数据分析模块则控制所述第一激光雷达、第二激光雷达和第三激光雷达进行第一监测对象监测，并获取第五点云数据，判断第五点云数据是否偏离预设动作轨迹，如果未偏离，则点云数据分析模块发送关闭信号给所述供电模块，停止摄像头模块的供电。所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，所述供电模块包括：开关管M1-M18、电容C1、可变电阻R1、电阻R2和电流源I1，所述开关管M1-M9的第一非可控端相连，开关管M1的第二非可控端分别连接外部输入电流、开关管M2的可控端、开关管M1的可控端和开关管M11的第一非可控端，开关管M11的第二非可控端连接可变电阻R1的一端，可变电阻R1的另一端接地；开关管M2的第二非可控端分别开关管M12的第一非可控端、开关管M13的第一非可控端和开关管M3的第二非可控端，开关管M12和开关管M13的第二非可控端接地，开关管M3的可控端连接开关管M10的可控端，开关管M10的第一非可控端连接电流源I1的另一端，电流源I1的一端连接开关管M3的第一非可控端，开关管M10的第二非可控端接地；开关管M4的第二非可控端分别连接开关管M14的第一非可控端、开关管M5的可控端和开关管M15的可控端，开关管M14可控端连接开关管M13的可控端，开关管M14的第二非可控端接地；开关管M5的第二非可控端分别连接开关管M15的第一非可控端、开关管M6的可控端和开关管M16的可控端；开关管M6的第二非可控端分别连接开关管M16的第一非可控端、开关管M7的第二非可控端、开关管M7的可控端和开关管M8的可控端，开关管M16的第二非可控端接地；开关管M8的第二非可控端分别连接开关管M18的第一非可控端、开关管M18的可控端和开关管M17的可控端，开关管M17的第二非可控端和开关管M18的第二非可控端接地，开关管M17的第一非可控端分别连接开关管M9的第二非可控端、电容C1的一端、电阻R2的一端和输出电压端，电容C1和电阻R2的另一端接地；开关管M11、开关管M4和开关管M12的可控端均连接供电模块的控制单元，接收所述控制单元输出的控制信号，可变电阻R1接收所述控制单元的调节信号进行阻值调节；开关管M9接收所述启动模块的触发信号或关闭信号。如上述任意一项所述的基于激光雷达的车间安全防护系统的防护控制方法，包括控制模块，所述控制模块包括点云数据接收模块、点云数据处理模块、点云数据分析模块、启动模块、图像数据接收模块、图像数据分析处理模块；所述控制方法包括如下步骤：所述控制模块分析所述点云数据，根据分析结果判断是否启动摄像头模块具体包括：所述点云数据接收模块用于接收所述点云数据并传输到所述点云数据处理模块，所述点云数据处理模块将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光雷达的车间安全防护系统，其特征在于，包括：激光雷达系统、控制模块、供电模块、摄像头模块和警报模块，所述激光雷达系统包括多个激光雷达，所述激光雷达用于获取第一监测对象的点云数据，并将所述点云数据发送给所述控制模块，所述控制模块分析所述点云数据，根据分析结果判断是否启动摄像头模块，如果启动摄像头模块，则控制所述供电模块给所述摄像头模块启动供电，并获取摄像头模块监测的第二监测对象的图像数据，所述摄像头模块将所述图像数据发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述点云数据和所述图像数据，判断当前车间是否处于安全操作，如果否，则生成非安全操作警报，通过所述警报模块进行警报提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的车间安全防护系统，其特征在于，包括：激光雷达系统、控制模块、供电模块、摄像头模块和警报模块，所述激光雷达系统包括多个激光雷达，所述激光雷达用于获取第一监测对象的点云数据，并将所述点云数据发送给所述控制模块，所述控制模块分析所述点云数据，根据分析结果判断是否启动摄像头模块，如果启动摄像头模块，则控制所述供电模块给所述摄像头模块启动供电，并获取摄像头模块监测的第二监测对象的图像数据，所述摄像头模块将所述图像数据发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述点云数据和所述图像数据，判断当前车间是否处于安全操作，如果否，则生成非安全操作警报，通过所述警报模块进行警报提示。


2.如权利要求1所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，其特征在于，所述激光雷达系统至少包括第一激光雷达、第二激光雷达和第三激光雷达，所述第一激光雷达、第二激光雷达和第三激光雷达分布在所述第一监测对象的三维空间中，用于获取第一监测对象的动作的三维数据；所述第一监测对象为车间中动作的设备。


3.如权利要求1所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，其特征在于，所述点云数据通过通信模块发送给所述控制模块。


4.如权利要求1所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，其特征在于，所述控制模块包括点云数据接收模块、点云数据处理模块、点云数据分析模块、启动模块；所述控制模块分析所述点云数据，根据分析结果判断是否启动摄像头模块，具体包括：所述点云数据接收模块用于接收所述点云数据并传输到所述点云数据处理模块；所述点云数据处理模块将所述点云数据进行栅格化处理，并将栅格化处理后的点云数据发送给所述点云数据分析模块；所述点云数据分析模块从栅格化处理后的点云数据中区分出静态背景栅格数据和所述第一监测对象的动作栅格数据，对第一监测对象的动作栅格数据进行动作轨迹分析，将所述动作轨迹与预设的动作轨迹进行对比，判断动作轨迹是否有偏出预设的动作轨迹的坐标，如果存在至少有一个动作轨迹的坐标偏出预设的动作轨迹，则得出分析结果需要启动摄像头模块，并生成触发信号给所述启动模块，如果不存在，则进入下一个监测周期。


5.如权利要求4所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，其特征在于，所述控制模块还包括图像数据接收模块、图像数据分析处理模块；所述启动模块接收所述触发信号后，启动所述供电模块给所述摄像头模块供电，所述摄像头模块接收所述供电模块的供电后，所述摄像头模块启动并监测所述第二监测对象的图像数据，所述摄像头模块将图像数据发送给所述图像数据接收模块，所述图像数据接收模块将所述图像数据发送给所述图像数据分析处理模块；
所述图像数据分析处理模块将所述图像数据进行分析处理，并与预设的第二监测对象的操作方式进行对比，判断第二监测对象是否按照正确操作标准进行操作；
如果第二监测对象是按照正确操作标准进行操作，则发送第一反馈信号给所述点云数据分析模块，所述点云数据分析模块接收到所述第一反馈信号后，判断偏出预设的动作轨迹的坐标数量，如果坐标数量大于3个，则判断第一监测对象处于异常危险动作中，所述系统中的警报模块发出警报信息；如果坐标数量处于1-3个之间，则控制所述激光雷达系统关闭第一激光雷达，使用第二激光雷达和第三激光雷达再次监测第一监测对象的第二点云数据，对所述第二点云数据进行分析处理；关闭第二激光雷达，使用第一激光雷达和第三激光雷电监测第一监测对象的第三点云数据；关闭第三激光雷达，使用第一激光雷达和第二激光雷电监测第一监测对象的第四点云数据；根据所述第二点云数据、第三点云数据和第四点云数据进行对比分析，判断是否相同，如果相同，则判断第一监测对象处于异常危险动作中，所述系统中的警报模块发出警报信息；如果不同，则认为激光雷达异常，所述系统中的警报模块发出激光雷达检修信息；
如果第二监测对象不是按照正确操作标准进行操作，则发出语音播报，提示第二监测对象必须按照正确操作标准进行操作，在语音播报后，再次通过摄像头模块监测所述第二监测对象的操作动作，如果操作动作符合操作标准，则发送第二反馈信号给所述点云数据分析模块，所述点云数据分析模块则控制所述第一激光雷达、第二激光雷达和第三激光雷达进行第一监测对象监测，并获取第五点云数据，判断第五点云数据是否偏离预设动作轨迹，如果未偏离，则点云数据分析模块发送关闭信号给所述供电模块，停止摄像头模块的供电。


6.如权利要求5所述的基于激光雷达的车间安全防护系统，其特征在于，所述供电模块包括：开关管M1-M18、电容C1、可变电阻R1、电阻R2和电流源I1，所述开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞坤，
申请(专利权)人：山东穆柯传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37