一种煤矿检查辅助系统和方法技术方案

本申请公开了一种煤矿检查辅助系统和方法，系统中包括一个煤矿探测无人机和至少一个AR头盔，煤矿探测无人机飞行于佩戴有AR头盔的煤矿工人的前行方向上。煤矿探测无人机将通过红外摄像头对煤矿工人前行的路况环境进行拍摄，得到井下环境图像。煤矿探测无人机通过无人机信号发送器将井下环境图像发送给AR头盔，AR头盔中的AR光学显示系统将对该井下环境图像进行显示。由于AR光学显示系统既能够为煤矿工人显示虚拟图像，又不会阻挡煤矿工人对当前真实环境的观察。因此佩戴有该AR头盔的煤矿工人在前行状态下能够观察到无人机传来的前方路况，在前方发生危急情况时，可以及时做出反应，保证了煤矿工人的安全。保证了煤矿工人的安全。保证了煤矿工人的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿检查辅助系统和方法


[0001]本申请涉及煤矿井下巡检领域，特别涉及一种煤矿检查辅助系统和方法。

技术介绍

[0002]由于地下矿井环境复杂恶劣，在煤矿开采的过程中，安全事故经常发生，不仅危及煤矿工人的生命安全，还会带来严重经济损失。煤矿工人下井后，往往由于昏暗恶劣的环境无法看清前方的未知情况，一味向前深入可能会遇到突发危险情况。
[0003]目前针对于煤矿生产工作面和准备巷道的安全隐患排查方式主要为，在矿井下局部重要生产地段安装摄像头，将矿井地下局部地段实际生产情况以平面影像的形式传输到地面监控室。如果发现异常再由监控室通知到下井煤矿工人。但是摄像头监控的范围较小，局限于摄像装置的安装地点和数量，存在拍摄盲区，不能全面了解矿井下的生产状况。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种煤矿检查辅助系统和方法，其能够改善上述问题。
[0005]本申请的实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请提供一种煤矿检查辅助系统，其包括：
[0007]一个煤矿探测无人机和至少一个增强现实(Augmented Reality,AR)头盔；所述煤矿探测无人机飞行于佩戴有所述AR头盔的煤矿工人的前行方向上；
[0008]所述煤矿探测无人机包括无人机信号发送器、红外摄像头、无人机处理器、飞行驱动模块和无人机信号接收器；所述无人机处理器分别与所述飞行驱动模块和所述红外摄像头电连接；所述飞行驱动模块还与所述无人机信号接收器电连接；所述红外摄像头还与所述无人机信号发送器电连接；
[0009]所述AR头盔包括头盔主体、头盔信号接收器、头盔处理器、触控模组、头盔信号发送器、AR显示光学系统和头盔探照灯；所述头盔处理器分别与所述头盔信号接收器、所述触控模组、所述AR显示光学系统和所述头盔探照灯电连接；所述触控模组还与所述头盔信号发送器电连接；所述头盔探照灯安装于所述头盔主体上且朝向用户的观测方向设置；所述触控模组安装于所述头盔主体的侧表面上。
[0010]可以理解，本申请公开了一种煤矿检查辅助系统，其中包括一个煤矿探测无人机和至少一个AR头盔，煤矿探测无人机飞行于佩戴有AR头盔的煤矿工人的前行方向上。煤矿探测无人机将通过红外摄像头对煤矿工人前行的路况环境进行拍摄，得到井下环境图像。煤矿探测无人机通过无人机信号发送器将井下环境图像发送给AR头盔，AR头盔中的AR光学显示系统将对该井下环境图像进行显示。由于AR光学显示系统既能够为煤矿工人显示虚拟图像，又不会阻挡煤矿工人对当前真实环境的观察。因此佩戴有该AR头盔的煤矿工人在前行状态下能够观察到无人机传来的前方路况，在前方发生危急情况时，可以及时做出反应，保证了煤矿工人的安全。
[0011]在本申请可选的实施例中，所述AR显示光学系统包括显示器和曲面波导，所述显
示器分别与所述头盔处理器和所述头盔信号接收器电连接；所述曲面波导设置于所述显示器出射光束的光路上，所述显示器所出射的光束经所述曲面波导反射进入人眼。
[0012]可以理解，该曲面波导为半透明半反射材料制成，既能够反射显示器所出射的虚拟图像光束，又能够透射真实环境的环境光束。使得佩戴有上述AR头盔的煤矿煤矿工人在前行状态下能够观察到无人机传来的前方路况，在前方发生危急情况时，可以及时做出反应。
[0013]在本申请可选的实施例中，所述煤矿探测无人机的机身包括多个不同方向的侧壁，每个所述侧壁上对应设置有一个所述红外摄像头。
[0014]可以理解，煤矿探测无人机机身上设置有朝向不同方向的红外摄像头，可以对不同方向的井下环境进行拍摄，得到不同视角的井下环境图像。佩戴有该AR头盔的煤矿工人可以通过AR头盔上的触控模组对不同红外摄像头所拍摄的画面进行切换，以选择煤矿工人当前想要观看的视角图像。
[0015]在本申请可选的实施例中，所述煤矿探测无人机还包括与所述无人机处理器电连接的压强采集器、温度采集器和湿度采集器；所述压强采集器、所述温度采集器和所述湿度采集器还均与所述无人机信号发送器电连接。
[0016]可以理解，压强采集器、温度采集器和湿度采集器分别可以对无人机所处的井下环境的压强、温度和湿度进行信息采集，得到当前压强信息、当前温度信息和当前湿度信息。无人机信号发送器将这些当前压强信息、当前温度信息和当前湿度信息传输给AR头盔，AR头盔的AR光学显示系统将对这些当前压强信息、当前温度信息和当前湿度信息进行显示。这样佩戴有AR头盔的煤矿工人就可以在前行状态下预先得知前方的环境参数状态，提前做出危险性的判断。
[0017]在本申请可选的实施例中，所述AR头盔还包括头盔红外摄像头，所述头盔红外摄像头安装于所述AR头盔上且朝向用户的观测方向设置。
[0018]可以理解，AR头盔还设置有头盔红外摄像头以拍摄佩戴有AR头盔的煤矿工人所处环境的当前环境图像。AR头盔可以将当前环境图像传输给另一个AR头盔，另一个AR头盔的AR光学显示系统对当前环境图像进行显示。佩戴有另一个AR头盔的煤矿工人便可以获取对方所处的环境图像以帮助对方判断其是否处于危险环境中。
[0019]第二方面，本申请提供一种煤矿检查辅助方法，该方法应用于第一方面任一项所述的煤矿检查辅助系统，其包括：
[0020]所述触控模组接收用户的飞行触控指令，所述头盔信号发送器将所述飞行触控指令发送给所述煤矿探测无人机以控制所述煤矿探测无人机的飞行姿态；
[0021]所述红外摄像头拍摄地下矿井内，得到井下环境图像；
[0022]所述无人机信号发送器将所述井下环境图像发送给所述AR头盔；
[0023]所述AR显示光学系统对所述井下环境图像进行显示。
[0024]在本申请可选的实施例中，所述AR显示光学系统对所述井下环境图像进行显示，包括：所述AR显示光学系统将所述井下环境图像显示于所述曲面波导的部分显示区域上。
[0025]在本申请可选的实施例中，所述方法还包括：所述触控模组接收用户的切换触控指令，所述头盔信号发送器将所述切换触控指令发送给所述煤矿探测无人机；所述无人机信号发送器根据所述切换触控指令选择所述煤矿探测无人机上对应的所述红外摄像头所
拍摄的井下环境图像发送给所述AR头盔。
[0026]在本申请可选的实施例中，所述方法还包括：所述压强采集器、所述温度采集器和所述湿度采集器分别所述煤矿探测无人机所处的环境的压强、温度和湿度进行实时探测，得到当前压强信息、当前温度信息和当前湿度信息；所述无人机信号发送器将所述当前压强信息、所述当前温度信息和所述当前湿度信息发送给所述AR头盔；所述AR显示光学系统对所述当前压强信息、所述当前温度信息和所述当前湿度信息进行显示。
[0027]在本申请可选的实施例中，所述方法还包括：所述AR头盔上的所述头盔红外摄像头对所述AR头盔所处的环境进行拍摄，得到当前环境图像；所述AR头盔的所述头盔信号发送器将所述当前环境图像发送给另一个所述AR头盔；另一个所述AR头盔的AR显示光学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿检查辅助系统，其特征在于，包括：一个煤矿探测无人机和至少一个AR头盔；所述煤矿探测无人机飞行于佩戴有所述AR头盔的煤矿工人的前行方向上；所述煤矿探测无人机包括无人机信号发送器、红外摄像头、无人机处理器、飞行驱动模块和无人机信号接收器；所述无人机处理器分别与所述飞行驱动模块和所述红外摄像头电连接；所述飞行驱动模块还与所述无人机信号接收器电连接；所述红外摄像头还与所述无人机信号发送器电连接；所述AR头盔包括头盔主体、头盔信号接收器、头盔处理器、触控模组、头盔信号发送器、AR显示光学系统和头盔探照灯；所述头盔处理器分别与所述头盔信号接收器、所述触控模组、所述AR显示光学系统和所述头盔探照灯电连接；所述触控模组还与所述头盔信号发送器电连接；所述头盔探照灯安装于所述头盔主体上且朝向用户的观测方向设置；所述触控模组安装于所述头盔主体的侧表面上。2.根据权利要求1所述的煤矿检查辅助系统，其特征在于，所述AR显示光学系统包括显示器和曲面波导，所述显示器分别与所述头盔处理器和所述头盔信号接收器电连接；所述曲面波导设置于所述显示器出射光束的光路上，所述显示器所出射的光束经所述曲面波导反射进入人眼。3.根据权利要求1所述的煤矿检查辅助系统，其特征在于，所述煤矿探测无人机的机身包括多个不同方向的侧壁，每个所述侧壁上对应设置有一个所述红外摄像头。4.根据权利要求1所述的煤矿检查辅助系统，其特征在于，所述煤矿探测无人机还包括与所述无人机处理器电连接的压强采集器、温度采集器和湿度采集器；所述压强采集器、所述温度采集器和所述湿度采集器还均与所述无人机信号发送器电连接。5.根据权利要求1所述的煤矿检查辅助系统，其特征在于，所述AR头盔还包括头盔红外摄像头，所述头盔红外摄像头安装于所述AR头盔上且朝向用户的观测方向设置。6.一种煤矿检查辅助方法，所述方法应...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝宇，李星亮，喻晓峰，
申请(专利权)人：重庆工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：