技术领域
[0001] 本
发明涉及红外检测技术领域，特别涉及一种安全帽的脱帽戴帽状态检测方法和装置。
背景技术
[0002] 随着人们安全施工意识的增强，按照安全规定在工作期间佩戴安全帽是十分重要的。目前，市面上存在带有红外探测器的安全帽，通过红外探测器检测由遮挡物反射回来的红外
信号的红外值(该红外值与遮挡物的反射率成正比，且与红外探测器和遮挡物之间的距离的平方成反比)来监测用户是否佩戴安全帽，具体来说是采用两个
阈值来进行判断红外探测器是否遮挡或非遮挡。当红外值小于较小的阈值时为非遮挡(即员工没有佩带安全帽，处于脱帽状态)；当红外值大于较大的阈值时为遮挡(即员工佩带有安全帽，处于戴帽状态)；如果红外值处于上述两个阈值中间，则保持原来的脱帽或戴帽状态不变。
[0003] 但是在实际使用过程中，由于安全帽尺寸问题，有的员工在戴上安全帽以后，可能会出现探测到的红外值处于上述两个阈值中间的情况，此时，如果按照原本的保持原来的状态不变的原则，有可能出现员工明明佩带了安全帽但仍判定为脱帽状态的情况，即上述安全帽佩带检测方法中存有准确性不足的问题，需要得到进一步的改进。
发明内容
[0004] 为了解决
现有技术的问题，本发明
实施例提供了一种安全帽的脱帽戴帽状态检测方法和装置。所述技术方案如下：
[0005] 一方面，本发明实施例提供了一种安全帽的脱帽戴帽状态检测方法，所述方法包括：
[0006] 采用安全帽上安装的红外探测器，获取员工佩戴安全帽时遮挡反射回的红外值，所述红外值与遮挡物对红外光的反射率成正比，且与红外探测器和遮挡物之间的距离的平方成反比；
[0007] 采用安全帽上安装的
加速度
传感器，获取安全帽的加速度信息；
[0008] 当获取的红外值大于或等于第一
阀值时，判断员工处于戴帽状态；
[0009] 当获取的红外值小于或等于第三阀值时，判断员工处于脱帽状态，第三阀值小于第一阀值；
[0010] 当获取的红外值小于第一阀值且大于第三阀值时，结合获取的加速度信息和预设的判断规则，判断员工的脱帽戴帽状态。
[0011] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测方法中，所述结合获取的加速度信息和预设的判断规则，判断员工的脱帽戴帽状态，包括：
[0012] 根据获取的加速度信息，计算安全帽的加速度变化值；
[0013] 当获取的加速度变化值小于或等于第四阀值时，保持员工之前的脱帽戴帽状态判断不变；
[0014] 当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第一阀值且大于或等于第二阀值时，判断员工处于戴帽状态，第二阀值小于第一阀值且大于第三阀值；
[0015] 当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第二阀值且大于第三阀值时，判断员工处于脱帽状态。
[0016] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测方法中，所述根据获取的加速度信息，计算安全帽的加速度变化值，包括：
[0017] 获取预设时间间隔的两次加速度信息，并根据如下公式计算安全帽的加速度变化值：
[0018]
[0019] 其中，Δa为加速度变化值，和 分别为预设时间间隔的两次加速度，x1、y1、z1为加速度 的空间直
角坐标系中的三个分量，x2、y2、z2为加速度 的空间直角坐标系中的三个分量。
[0020] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测方法中，所述第一阀值为
基础阀值加90，所述第二阀值为基础阀值加50，所述第三阀值为基础阀值加30，所述基础阀值为员工没有佩带安全帽时校准获取的红外值。
[0021] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测方法中，所述红外探测器包括：用于发射红外光的红外发射器和用于接收遮挡物反射回来的红外光的红外接收器，红外发射器与红外接收器并排设置。
[0022] 另一方面，本发明实施例提供了一种安全帽的脱帽戴帽状态检测装置，所述装置包括：
[0023] 红外探测器，设置在安全帽上，用于获取员工佩戴安全帽时遮挡反射回的红外值，所述红外值与遮挡物对红外光的反射率成正比，且与红外探测器和遮挡物之间的距离的平方成反比；
[0024] 加速度传感器，设置在安全帽上，用于获取安全帽的加速度信息；
[0025] 判断模
块，分别与红外探测器和加速度传感器连接，用于当获取的红外值大于或等于第一阀值时，判断员工处于戴帽状态；
[0026] 所述判断模块，还用于当获取的红外值小于或等于第三阀值时，判断员工处于脱帽状态，第三阀值小于第一阀值；
[0027] 所述判断模块，还用于当获取的红外值小于第一阀值且大于第三阀值时，结合获取的加速度信息和预设的判断规则，判断员工的脱帽戴帽状态。
[0028] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测装置中，所述判断模块，包括：
[0029] 计算单元，用于根据获取的加速度信息，计算安全帽的加速度变化值；
[0030] 判断单元，用于当获取的加速度变化值小于或等于第四阀值时，保持员工之前的脱帽戴帽状态判断不变；
[0031] 所述判断单元，还用于当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第一阀值且大于或等于第二阀值时，判断员工处于戴帽状态，第二阀值小于第一阀值且大于第三阀值；
[0032] 所述判断单元，还用于当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第二阀值且大于第三阀值时，判断员工处于脱帽状态。
[0033] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测装置中，所述计算单元，还用于获取预设时间间隔的两次加速度信息，并根据如下公式计算安全帽的加速度变化值：
[0034]
[0035] 其中，Δa为加速度变化值， 和 分别为预设时间间隔的两次加速度，x1、y1、z1为加速度 的空间直角坐标系中的三个分量，x2、y2、z2为加速度 的空间直角坐标系中的三个分量。
[0036] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测装置中，所述第一阀值为基础阀值加90，所述第二阀值为基础阀值加50，所述第三阀值为基础阀值加30，所述基础阀值为员工没有佩带安全帽时校准获取的红外值。
[0037] 在本发明实施例上述的安全帽的脱帽戴帽状态检测装置中，所述红外探测器包括：用于发射红外光的红外发射器和用于接收遮挡物反射回来的红外光的红外接收器，红外发射器与红外接收器并排设置。
[0038] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0039] 通过将安全帽的加速度信息和遮挡物反射的红外值结合在一起，来判断红外值处于全域时员工的脱帽戴帽状态，使得现有技术
中红外值处于第一阀值和第三阀值之间时，可能会出现判断错误的情况得以避免，扩展了检测范围，提高了检测的准确性和可靠性。
附图说明
[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041] 图1是本发明实施例一提供的一种安全帽的脱帽戴帽状态检测方法的
流程图；
[0042] 图2是本发明实施例一提供的一种当红外值小于第一阀值且大于第三阀值时，安全帽的脱帽戴帽状态检测方法的流程图；
[0043] 图3是本发明实施例一提供的一种红外探测器的工作原理示意图；
[0044] 图4是本发明实施例二提供的一种安全帽的脱帽戴帽状态检测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0045] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0046] 实施例一
[0047] 本发明实施例提供了一种安全帽的脱帽戴帽状态检测方法，适用于对员工是否佩戴安全帽进行实时检测，提供安全施工监督，参见图1，该方法可以包括：
[0048] 步骤S11，采用安全帽上安装的红外探测器，获取员工佩戴安全帽时遮挡反射回的红外值，该红外值与遮挡物对红外光的反射率成正比，且与红外探测器和遮挡物之间的距离的平方成反比。
[0049] 在本实时中，该红外值是红外探测器通过主动发送红外光并接收遮挡物反射回的红外光的一种量化值，其与遮挡物对红外光的反射率成正比，且与红外探测器和遮挡物之间的距离的平方成反比，即距离越远，返回的红外值越小，距离越近，红外值越大；遮挡物的反射率越高，红外值越大，反射率越低，红外值越小。当没有遮挡物时红外探测器会接收到
探头前的透明屏幕反射回的红外光，透明屏幕对红外光的反射率非常低，此时的红外值也非常小。
[0050] 具体地，参见图3，红外探测器包括：用于发射红外光的红外发射器1和用于接收遮挡物反射回来的红外光的红外接收器2，红外发射器1与红外接收器2并排设置。红外探测器可以设置在安全帽的外面(例如：后脑勺处)，且红外探测器向安全帽内部发射红外光，安全帽上开设有供红外光投射的窗口。当员工佩带安全帽时，红外发射器1发射的红外光经过员工头发的反射，被红外接收器2接收，当员工没有佩带安全帽时，红外发射器1发射的红外光一部分经过透明屏幕3(其位红外探测器的屏幕，用于防护内部零部件的)内部反射，还有一小部分经过另一侧的安全帽反射回红外接收器2。
[0051] 步骤S12，采用安全帽上安装的加速度传感器，获取安全帽的加速度信息。
[0052] 在实际应用中，由于用户在正常脱帽戴帽的过程中，帽子会有一个翻转的动作，此时加速度传感器会有一个方向以及大小的变化，然后利用加速度的变化情况来判断红外值处于现有技术中的两个阀值中间时，是否是在脱帽或者戴帽状态，进而避免了现有技术中在红外值处于两个阀值中间时出现判断错误的情况，提高监控的准确性。优选可以采用
重力加速度传感器。
[0053] 步骤S13，当获取的红外值大于或等于第一阀值时，判断员工处于戴帽状态。
[0054] 步骤S14，当获取的红外值小于或等于第三阀值时，判断员工处于脱帽状态，第三阀值小于第一阀值。
[0055] 步骤S15，当获取的红外值小于第一阀值且大于第三阀值时，结合获取的加速度信息和预设的判断规则，判断员工的脱帽戴帽状态。
[0056] 在本实施例中，通过将安全帽的加速度信息和遮挡物反射的红外值结合在一起，来判断红外值处于全域时员工的脱帽戴帽状态，使得现有技术中红外值处于第一阀值和第三阀值之间时，可能会出现判断错误的情况得以避免，扩展了检测范围，提高了检测的准确性和可靠性。
[0057] 具体地，参见图2，上述步骤S15可以通过如下方式实现：
[0058] 步骤S151，根据获取的加速度信息，计算安全帽的加速度变化值。
[0059] 在本实施例中，计算安全帽的加速度变化值可以用来判断安全帽是否有翻转动作，进而判断其是否处于戴帽脱帽状态。
[0060] 进一步地，上述步骤S151可以通过如下方式实现：
[0061] 获取预设时间间隔的两次加速度信息，并根据如下公式计算安全帽的加速度变化值：
[0062]
[0063] 其中，Δa为加速度变化值， 和 分别为预设时间间隔的两次加速度，x1、y1、z1为加速度 的空间直角坐标系中的三个分量，x2、y2、z2为加速度 的空间直角坐标系中的三个分量。
[0064] 需要说明的是，这里的加速度信息可以在预设时间间隔(例如0.5S)来获取一次，红外值也可以与其同步获取，即也采取预设时间间隔来获取。
[0065] 步骤S152，当获取的加速度变化值小于或等于第四阀值时，保持员工之前的脱帽戴帽状态判断不变。
[0066] 需要说明的是，由于安全帽的脱帽戴帽状态检测是一直存在的，间隔一段时间便会进行一次状态判断，这里的保持员工之前的脱帽戴帽状态判断不变，就是指当前的判断结果与之前一次的判断结果保持一致。
[0067] 在本实施例中，第四阀值是用于判断安全帽是否存有翻转动作的，其值可以通过
大数据统计得到，优选地，第四阀值可以为0.8g，g为9.8m/s2。当加速度变化值大于第四阀值时，说明安全帽存在翻转动作，这样可以进一步判断红外值处于第一阀值和第三阀值之间时，安全帽所处的状态。
[0068] 步骤S153，当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第一阀值且大于或等于第二阀值时，判断员工处于戴帽状态，第二阀值小于第一阀值且大于第三阀值。
[0069] 步骤S154，当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第二阀值且大于第三阀值时，判断员工处于脱帽状态。
[0070] 在实际应用中，优选地，第一阀值为基础阀值加90，第二阀值为基础阀值加50，第三阀值为基础阀值加30，该基础阀值为员工没有佩带安全帽时红外探测器校准获取的红外值，主要包括：透明屏幕内部反射的红外光，以及安全帽反射的一小部分红外光所计算得到的红外值。
[0071] 下面总结上述安全帽脱帽戴帽状态的判断标准如下表：
[0072]
[0073] 本发明实施例通过将安全帽的加速度信息和遮挡物反射的红外值结合在一起，来判断红外值处于全域时员工的脱帽戴帽状态，使得现有技术中红外值处于第一阀值和第三阀值之间时，可能会出现判断错误的情况得以避免，扩展了检测范围，提高了检测的准确性和可靠性。
[0074] 实施例二
[0075] 本发明实施例提供了一种安全帽的脱帽戴帽状态检测装置，执行了实施例一所述的方法，参见图4，该装置可以包括：红外探测器100、加速度传感器200、判断模块300，[0076] 红外探测器100，设置在安全帽上，用于获取员工佩戴安全帽时遮挡反射回的红外值，该红外值与遮挡物对红外光的反射率成正比，且与红外探测器和遮挡物之间的距离的平方成反比。
[0077] 在本实时中，该红外值是红外探测器通过主动发送红外光并接收遮挡物反射回的红外光的一种量化值，其与遮挡物对红外光的反射率成正比，且与红外探测器和遮挡物之间的距离的平方成反比，即距离越远，返回的红外值越小，距离越近，红外值越大；遮挡物的反射率越高，红外值越大，反射率越低，红外值越小。当没有遮挡物时红外探测器会接收到探头前的透明屏幕反射回的红外光，透明屏幕对红外光的反射率非常低，此时的红外值也非常小。
[0078] 具体地，红外探测器包括：用于发射红外光的红外发射器和用于接收遮挡物反射回来的红外光的红外接收器，红外发射器与红外接收器并排设置。红外探测器可以设置在安全帽的外面(例如：后脑勺处)，且红外探测器向安全帽内部发射红外光，安全帽上开设有供红外光投射的窗口。当员工佩带安全帽时，红外发射器发射的红外光经过员工头发的反射，被红外接收器接收，当员工没有佩带安全帽时，红外发射器1发射的红外光一部分经过透明屏幕(其位红外探测器的屏幕，用于防护内部零部件的)内部反射，还有一小部分经过另一侧的安全帽反射回红外接收器。
[0079] 加速度传感器200，设置在安全帽上，用于获取安全帽的加速度信息。
[0080] 在实际应用中，由于用户在正常脱帽戴帽的过程中，帽子会有一个翻转的动作，此时加速度传感器会有一个方向以及大小的变化，然后利用加速度的变化情况来判断红外值处于现有技术中的两个阀值中间时，是否是在脱帽或者戴帽状态，进而避免了现有技术中在红外值处于两个阀值中间时出现判断错误的情况，提高监控的准确性。优选可以采用重力加速度传感器。
[0081] 判断模块300，分别与红外探测器100和加速度传感器200连接，用于当获取的红外值大于或等于第一阀值时，判断员工处于戴帽状态。
[0082] 判断模块300，还用于当获取的红外值小于或等于第三阀值时，判断员工处于脱帽状态，第三阀值小于第一阀值。
[0083] 判断模块300，还用于当获取的红外值小于第一阀值且大于第三阀值时，结合获取的加速度信息和预设的判断规则，判断员工的脱帽戴帽状态。
[0084] 在本实施例中，通过将安全帽的加速度信息和遮挡物反射的红外值结合在一起，来判断红外值处于全域时员工的脱帽戴帽状态，使得现有技术中红外值处于第一阀值和第三阀值之间时，可能会出现判断错误的情况得以避免，扩展了检测范围，提高了检测的准确性和可靠性。
[0085] 具体地，参见图4，判断模块300可以包括：计算单元301和判断单元302。
[0086] 计算单元301，用于根据获取的加速度信息，计算安全帽的加速度变化值。
[0087] 在本实施例中，计算安全帽的加速度变化值可以用来判断安全帽是否有翻转动作，进而判断其是否处于戴帽脱帽状态。
[0088] 进一步地，计算单元301，还用于获取预设时间间隔的两次加速度信息，并根据如下公式计算安全帽的加速度变化值：
[0089]
[0090] 其中，Δa为加速度变化值， 和 分别为预设时间间隔的两次加速度，x1、y1、z1为加速度 的空间直角坐标系中的三个分量，x2、y2、z2为加速度 的空间直角坐标系中的三个分量。
[0091] 需要说明的是，这里的加速度信息可以在预设时间间隔(例如0.5S)来获取一次，红外值也可以与其同步获取，即也采取预设时间间隔来获取。
[0092] 判断单元302，用于当获取的加速度变化值小于或等于第四阀值时，保持员工之前的脱帽戴帽状态判断不变。
[0093] 在本实施例中，第四阀值是用于判断安全帽是否存有翻转动作的，其值可以通过大数据统计得到，优选地，第四阀值可以为0.8g，g为9.8m/s2。当加速度变化值大于第四阀值时，说明安全帽存在翻转动作，这样可以进一步判断红外值处于第一阀值和第三阀值之间时，安全帽所处的状态。
[0094] 判断单元302，用于当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第一阀值且大于或等于第二阀值时，判断员工处于戴帽状态，第二阀值小于第一阀值且大于第三阀值。
[0095] 判断单元302，用于当获取的加速度变化值大于第四阀值，并且获取的红外值小于第一阀值且大于或等于第二阀值时，判断员工处于戴帽状态，第二阀值小于第一阀值且大于第三阀值。
[0096] 下面总结上述安全帽脱帽戴帽状态的判断标准如下表：
[0097]
[0098]
[0099] 本发明实施例通过将安全帽的加速度信息和遮挡物反射的红外值结合在一起，来判断红外值处于全域时员工的脱帽戴帽状态，使得现有技术中红外值处于第一阀值和第三阀值之间时，可能会出现判断错误的情况得以避免，扩展了检测范围，提高了检测的准确性和可靠性。
[0100] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0101] 需要说明的是：上述实施例提供的安全帽的脱帽戴帽状态检测装置在实现安全帽的脱帽戴帽状态检测方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的安全帽的脱帽戴帽状态检测装置与安全帽的脱帽戴帽状态检测方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0102] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过
硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读
存储器，磁盘或光盘等。
[0103] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
