語(yǔ)音控制視頻輔助裝置智慧塔吊眼的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明經(jīng)語(yǔ)音輸入、雜音消噪、錄音存儲(chǔ)、語(yǔ)音篩選識(shí)別、中央處理器、電源等模塊處理后輸出RS485信號(hào)控制各485接受設(shè)備等。下文僅說(shuō)明語(yǔ)音操控高清變倍球機(jī)云臺(tái)、變倍，顯示塔機(jī)司機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng)的視覺(jué)盲區(qū)功能。本發(fā)明即可在塔機(jī)大臂最遠(yuǎn)端有線安裝一個(gè)球機(jī)語(yǔ)音控制單獨(dú)用于一般高層建筑從高空觀看被吊裝物及現(xiàn)場(chǎng)情況；又可在超高層建筑工地通過(guò)中心控制盒依據(jù)塔機(jī)回轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪處傳感器的數(shù)據(jù)自動(dòng)切換接收的視頻頻率、視頻發(fā)射器的電源開(kāi)關(guān)、不同球機(jī)的地址碼，按照塔機(jī)大臂的運(yùn)行角度自動(dòng)顯示地面不同現(xiàn)場(chǎng)圖像。此發(fā)明操作簡(jiǎn)單反應(yīng)靈敏穩(wěn)定，解放司機(jī)的雙手雙腳更利于司機(jī)的專(zhuān)注操控起重機(jī)械。本系統(tǒng)也可由地面接收系統(tǒng)接收視頻圖像做監(jiān)控用或聯(lián)網(wǎng)由關(guān)部門(mén)人員觀看查詢(xún)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
語(yǔ)音控制視頻輔助裝置智慧塔吊眼
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明系嵌入式語(yǔ)音控制結(jié)合單片機(jī)技術(shù)消除在起重機(jī)械工作中存在盲區(qū)的問(wèn)題。它具有體積小、功耗低、可靠性高、投入小、安裝方便靈活等優(yōu)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家集約用地的要求，建筑物越來(lái)越好高，密度越來(lái)越大，高層、超高層建筑拔地而起。而目前塔式起重機(jī)等起重機(jī)械司機(jī)在吊裝、搬運(yùn)貨物時(shí)都存在視覺(jué)盲區(qū)，僅靠信號(hào)工對(duì)講機(jī)指揮容易誤聽(tīng)指令造成錯(cuò)誤操作。因塔機(jī)司機(jī)存在盲區(qū)無(wú)法看到被吊裝物及現(xiàn)場(chǎng)情況而無(wú)法做出自己正確的判斷，效率低且存在超重、斜拉等安全隱串
■/Ql、O
[0003]有的工地為解決塔機(jī)司機(jī)視覺(jué)盲區(qū)問(wèn)題在塔機(jī)大臂某處安裝普通監(jiān)控球機(jī)，因?yàn)槲恢霉潭ǖ跹b物在運(yùn)動(dòng)、起吊點(diǎn)和卸貨點(diǎn)位置變動(dòng)，司機(jī)要隨時(shí)手動(dòng)操作鼠標(biāo)或遙控器調(diào)整云臺(tái)、焦距。但司機(jī)工作時(shí)左右手要分別操作二個(gè)聯(lián)動(dòng)操縱桿來(lái)控制塔機(jī)旋轉(zhuǎn)、跑車(chē)進(jìn)退、吊鉤上下，如同時(shí)再控制遙控器或鼠標(biāo)、搖桿難免顧此失彼手忙腳亂。所以此類(lèi)圖像顯示系統(tǒng)很不實(shí)用形同虛設(shè)。
[0004]有的工地把攝像頭按在塔機(jī)大臂跑車(chē)某處，因跑車(chē)處沒(méi)有電源需用蓄電池或拖線供電。因在高空人工充電困難危險(xiǎn)，長(zhǎng)期拖線供電行走運(yùn)動(dòng)中易斷線且維修困難。用風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電理論上環(huán)保但因在高空運(yùn)動(dòng)環(huán)境會(huì)因惡劣、陰雨霧霾等難以保證電源的供電穩(wěn)定而導(dǎo)致視頻發(fā)射器、攝像頭停止工作。除塔機(jī)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)、風(fēng)力的原因外跑車(chē)在運(yùn)行中震動(dòng)極大圖像抖動(dòng)嚴(yán)重很難看清吊鉤被吊裝物。
[0005]市場(chǎng)上銷(xiāo)售的自動(dòng)跟蹤球機(jī)靠紅外線源跟蹤的，距離僅10米左右工地現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法使用;而靠圖像判別跟蹤吊鉤理論上可行但因工地現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)型號(hào)不同吊鉤不同及被吊裝物復(fù)雜多變、吊鉤在空中旋轉(zhuǎn)等原因無(wú)法靠圖像判別實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確跟蹤。
[0006]采用電位器等傳感器確定吊鉤的位置因傳感器磨損或本身數(shù)值不穩(wěn)定等原因造成數(shù)值偏差無(wú)法精確測(cè)出吊鉤的空間位置;雷達(dá)空間定位等會(huì)因基站設(shè)置成本造價(jià)及高，不經(jīng)濟(jì)使用單位無(wú)法接受，GPS定位因精度較低也無(wú)法使球機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤吊鉤吊裝物。
[0007]因塔吊在高空運(yùn)動(dòng)受風(fēng)和振動(dòng)的影響，普通的監(jiān)控支架安裝在高空塔吊上易損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本系統(tǒng)采用220v供電，在控制器內(nèi)部經(jīng)過(guò)，變壓器，整流濾波，穩(wěn)壓管輸出5v，供給內(nèi)部的微控系統(tǒng)供電。本系統(tǒng)采用寬頻帶話筒，低音和高音都不會(huì)失真，可以提高識(shí)別準(zhǔn)確率。
[0009]為使不同的操作者的語(yǔ)音都能識(shí)別而采用錄音對(duì)比方式識(shí)別，先把控制器板上的撥碼開(kāi)關(guān)撥到錄音端，進(jìn)行錄音去掉環(huán)境噪音存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，然后將控制板上的撥碼開(kāi)關(guān)撥到另外一端，這時(shí)操作者通過(guò)語(yǔ)音發(fā)命令經(jīng)過(guò)濾波去掉環(huán)境噪音后將錄制的語(yǔ)音和發(fā)出的命令語(yǔ)音進(jìn)行對(duì)比，把對(duì)比的結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中判別錄制的語(yǔ)音:上(up)、下(down)、左(left)、右(right)、停(stop)、放大(zoom in)、縮小(zoom out)執(zhí)行不同命令語(yǔ)音命令控制球機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)角度、變倍、運(yùn)行。
[0010]本控制器采用性能較高的MCU，利用I2C掃描讀出語(yǔ)音識(shí)別模塊存儲(chǔ)器里的識(shí)別結(jié)果。根據(jù)結(jié)果查找出球機(jī)的命令后發(fā)出命令控制球機(jī)。同時(shí)對(duì)語(yǔ)音識(shí)別模塊里面的識(shí)別結(jié)果進(jìn)行復(fù)位。
[0011]本控制器的按鈕用來(lái)設(shè)置錄音的段數(shù)、保存清除錄音、球機(jī)的手動(dòng)控制，數(shù)碼管顯示顯示球機(jī)的水平垂直角度、時(shí)間等。另設(shè)撥碼器是用來(lái)識(shí)別建筑物標(biāo)識(shí)和它控制的球機(jī)的地址碼以對(duì)應(yīng)，使它對(duì)應(yīng)的球機(jī)只接受相應(yīng)的控制信號(hào)，避免和其他建筑物的指令控制信號(hào)干擾。
[0012]單片機(jī)的輸出電平是TTL傳輸?shù)木嚯x很短為增加電路的穩(wěn)定性采用具備查分輸出的485信號(hào)輸出，和球機(jī)上的485信號(hào)無(wú)縫對(duì)接;本系統(tǒng)一般高層時(shí)獨(dú)立使用主機(jī)和安裝在大臂某處的球機(jī)、DVR、顯示屏從高空觀察吊鉤和被吊裝物、現(xiàn)場(chǎng);用于超高層建筑物時(shí)主控機(jī)選用自動(dòng)切換地址碼、頻率開(kāi)關(guān)模塊，且在回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)處安裝傳感器以檢測(cè)塔吊大臂水平旋轉(zhuǎn)的具體位置，控制器根據(jù)大臂的角度數(shù)據(jù)控制對(duì)應(yīng)盲區(qū)地面位置球機(jī)的地址碼、無(wú)線485信號(hào)，使它接受語(yǔ)音的控制指令調(diào)整云臺(tái)水平、垂直旋轉(zhuǎn)以對(duì)準(zhǔn)吊鉤；同時(shí)打開(kāi)對(duì)應(yīng)球機(jī)的無(wú)線視頻信號(hào)收發(fā)射器，此時(shí)安裝到駕駛室的DVR顯示屏即顯示接收到對(duì)應(yīng)球機(jī)的視頻圖像，塔機(jī)司機(jī)可觀看從高空和地面2個(gè)方位球機(jī)視頻，綜合顯示吊鉤被吊裝物和現(xiàn)場(chǎng)圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明原理圖
[0014]圖2是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)施結(jié)構(gòu)圖
[0015]圖3是本發(fā)明系統(tǒng)組成圖(單球機(jī)用于一般高層)
[0016]圖4是本發(fā)明超高樓層盲區(qū)多個(gè)球機(jī)布置示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0017]本系統(tǒng)采用高保真寬頻帶話筒接受命令語(yǔ)音錄音后經(jīng)消噪濾波后與先存入的命令語(yǔ)音對(duì)比判別，經(jīng)單片機(jī)分析運(yùn)算后執(zhí)行上(up)、下(down)、左(left)、右(right)、停(stop)、放大(zoom in)、縮小(zoom out)不同語(yǔ)音命令控制球機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)角度、變倍、運(yùn)行。
[0018]為保證傳輸距離及穩(wěn)定性增加電路的穩(wěn)定性，采用具備查分輸出的485信號(hào)輸出，和球機(jī)上的485信號(hào)無(wú)縫對(duì)接;為方便不同環(huán)境用戶(hù)本裝置可為有線、無(wú)線視頻及485傳輸。為方便用戶(hù)觀察設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，設(shè)數(shù)碼管顯示來(lái)顯示錄音的段數(shù)、時(shí)間、球機(jī)的水平垂直角度，按鈕用來(lái)錄音、存儲(chǔ)清除等。另設(shè)撥碼器來(lái)識(shí)別這建筑物的標(biāo)識(shí)要和他控制的球機(jī)的地址對(duì)應(yīng)只接受他發(fā)送的信號(hào)，避免和其他樓的信號(hào)干擾。
[0019]如一般高層建筑單獨(dú)把球機(jī)在塔機(jī)大臂某處應(yīng)采用阻尼防震安裝支架固定，球機(jī)電源線、RS485視頻線分別與駕駛室內(nèi)電源、控制盒、錄像機(jī)顯示屏連接可單獨(dú)使用；如超高層建筑物在地面合適位置布置多個(gè)球機(jī)，語(yǔ)音控制云臺(tái)、變倍觀看視覺(jué)盲區(qū)。主控機(jī)角度傳感器控制自動(dòng)模塊切換地址碼、收發(fā)頻率聯(lián)通對(duì)應(yīng)的地面球機(jī)，無(wú)線視頻接收模塊與駕駛室內(nèi)DVR、顯示器對(duì)應(yīng)接口連接，組成視頻盲區(qū)自動(dòng)顯示系統(tǒng)。
[0020]在必要時(shí)可加裝地面接收系統(tǒng)(視頻無(wú)線接收器、DVR、搖桿鍵盤(pán)、顯示屏等)對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行在線監(jiān)控或網(wǎng)絡(luò)傳輸至有關(guān)部門(mén)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本系統(tǒng)采用220V供電，在控制器內(nèi)部經(jīng)過(guò)變壓器、整流濾波、穩(wěn)壓管輸出5v，供給內(nèi)部的微控系統(tǒng)供電。語(yǔ)音主控機(jī)依據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)自動(dòng)匹配塔機(jī)大臂所在位置區(qū)間地面的球機(jī)地址碼、發(fā)射接受器頻率控制云臺(tái)、變倍;駕駛室內(nèi)顯示器接收聯(lián)通的球機(jī)實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)圖像，自動(dòng)高效無(wú)延時(shí)。2.本系統(tǒng)采用頻帶較寬的話筒以提高識(shí)別的準(zhǔn)確率，低音和高音都不會(huì)失真。為使不同的操作者的語(yǔ)音都能識(shí)別采用錄音對(duì)比的方式識(shí)別，先把控制器板上的撥碼開(kāi)關(guān)撥到錄音端進(jìn)行錄音，去掉環(huán)境噪音存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。后將控制板上的撥碼開(kāi)關(guān)撥到另外一端，這時(shí)操作者就可以通過(guò)語(yǔ)音發(fā)命令經(jīng)過(guò)濾波，去掉環(huán)境噪音后和錄制的語(yǔ)音進(jìn)行對(duì)比。3.語(yǔ)音識(shí)別主要是語(yǔ)音對(duì)比將錄制的語(yǔ)音和后面發(fā)錯(cuò)的命令語(yǔ)音進(jìn)行對(duì)比，把對(duì)比的結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。我們可錄制的英語(yǔ)、漢語(yǔ)等可通用國(guó)際市場(chǎng)。用上(up)、下(down)、左(left)、右(right)、停(stop)、放大(zoom in)、縮小(zoom out)發(fā)出的這七個(gè)語(yǔ)音命令控制球機(jī)的云臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)角度和鏡頭變倍、停止。4.本控制器采用性能較高的MCU利用12C掃描讀出語(yǔ)音識(shí)別模塊存儲(chǔ)器里的結(jié)果。根據(jù)結(jié)果查找出球機(jī)的命令發(fā)出指令控制球機(jī)，同時(shí)對(duì)語(yǔ)音識(shí)別模塊里面的識(shí)別結(jié)果進(jìn)行復(fù)位，一般高層建筑物將高清變倍球機(jī)用阻尼減震支架安裝在塔機(jī)大臂某處;如用于超高層工程中可在回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)處安裝傳感器記錄塔機(jī)大臂旋轉(zhuǎn)角度，將此信息數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)同時(shí)單片機(jī)接收此數(shù)據(jù)判斷塔機(jī)大臂的運(yùn)行位置，自動(dòng)選擇發(fā)射對(duì)應(yīng)的球機(jī)地址碼、視頻發(fā)射開(kāi)關(guān)、聯(lián)通控制地面對(duì)應(yīng)盲區(qū)位置的地面球機(jī)后由語(yǔ)音控制裝置調(diào)整其云臺(tái)方位、變倍，視頻信號(hào)有線或無(wú)線聯(lián)接DVR、顯示屏后在駕駛室內(nèi)屏幕實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像。5.本控制器的按鈕和顯示是用來(lái)設(shè)置錄音錄像的段數(shù)、記憶塔機(jī)大臂的運(yùn)行位置、球機(jī)的手動(dòng)設(shè)置數(shù)據(jù)，顯示球機(jī)的水平垂直角度等。另設(shè)撥碼器用來(lái)識(shí)別建筑物的標(biāo)識(shí)與它控制的球機(jī)的地址對(duì)應(yīng)，使它對(duì)應(yīng)的球機(jī)只接受它發(fā)送的信號(hào)，避免和其他建筑物盲區(qū)顯示系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)干擾同時(shí)要和發(fā)射和接收頻率一一對(duì)應(yīng)。6.單片機(jī)的輸出電平是TT L傳輸?shù)木嚯x很短，為增加電路的穩(wěn)定性采用具備查分輸出的485信號(hào)輸出，和球機(jī)上的485信號(hào)無(wú)縫對(duì)接。一般高層建筑在大臂某處安裝球機(jī)有線直聯(lián)本語(yǔ)音控制主機(jī);如超高層復(fù)雜工地現(xiàn)場(chǎng)為自動(dòng)識(shí)別不同盲區(qū)設(shè)置的球機(jī)，可在回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)處加裝傳感器以檢測(cè)出塔吊大臂水平旋轉(zhuǎn)角度，控制大臂所在位置對(duì)應(yīng)的球機(jī)地址碼、無(wú)線485信號(hào)，使它接受語(yǔ)音的控制信號(hào)調(diào)整云臺(tái)水平，垂直旋轉(zhuǎn)以對(duì)準(zhǔn)吊鉤；同時(shí)自動(dòng)打開(kāi)這個(gè)球機(jī)的無(wú)線視頻信號(hào)發(fā)射接收器，此時(shí)安裝在駕駛室的顯示屏就接收到從大臂某處、地面兩個(gè)球機(jī)的2路視頻圖像以加強(qiáng)司機(jī)的視頻判斷。7.因起重設(shè)備工作在高空且在運(yùn)動(dòng)中，為消除圖像抖動(dòng)問(wèn)題采用了防抖動(dòng)電子集成模塊;因塔機(jī)在高空工作中受振動(dòng)、風(fēng)力的影響，如球機(jī)安在塔機(jī)大臂最遠(yuǎn)端必須采用阻尼減振專(zhuān)用支架安裝，否則球機(jī)圖像抖動(dòng)嚴(yán)重且易損壞。
【文檔編號(hào)】H04N5/232GK106006382SQ201610421558
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】杜頌庶, 李鯤, 呂劍, 王魁, 杜頌意
【申請(qǐng)人】杜頌庶, 杜頌意