一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接方法及系统与流程

本发明属于高空作业安全防护技术领域，具体涉及一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接方法及系统。

背景技术：

在风电塔筒内设有爬梯，风电塔筒内的上下位置处设有工作平台，工作人员在进行设备维护时通常要进入下层工作平台，通过爬梯进入上层的工作平台上，完成作业后要从上层工作平台返回下层工作平台；为了保证工作人员上下通行时的安全，现有技术中有设置与爬梯匹配的电梯或吊篮，供工作人员上行或下行，其使用上虽然安全、可节省工作人员的体力消耗，但成本过高；最常规的安全防护措施是，工作人员穿戴安全带并利用安全锁扣与爬梯安全绳上的自锁器连接，然后工作人员可安全的上下通行；但在实际的应用过程中，总有个别工作人员由于安全意识不强、一时疏忽或着急通行等原因，在上行或下行时不将安全锁扣与自锁器连接，该种行为仅仅通过安全教育无法得到有效改善，也无法进行有效的监管，存在着极大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供了一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接方法，解决了现有技术中工作人员攀爬爬梯时不将安全锁扣与自锁器连接而带来安全隐患的问题，有效保障了工作人员的攀爬安全。

本发明采用的技术方案是：

一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接方法，包括以下步骤：

s1：图像信息采集，利用安装在爬梯上下位置处并与摄像识别系统连接的两个摄像头，分别采集工作人员上行和下行时安全带安全锁扣与自锁器的连接状态信息；

s2：识别解锁，摄像识别系统采集连接状态信息后进行比对分析，然后通过摄像识别系统向安装在爬梯上下位置处的电动挡门发出指令，电动挡门按指令要求打开挡门或维持关闭状态；

s3：通行，如电动挡门开启可通过电动挡门，电动挡门开启一定时间后自动关闭；如电动挡门保持关闭状态则无法通行，并进入s1步骤。

进一步，所述步骤s1中，采集安全锁扣与自锁器的连接状态信息包括：自锁器与爬梯上安全绳连接时的连接状态信息或者是自锁器与爬梯上供自锁器移动的轨道的连接状态信息。

进一步，所述步骤s1中，连接状态信息是：自锁器与安全绳或供自锁器移动的轨道连接时的自锁器形状、自锁器颜色和/或自锁器上的标识。

进一步，所述步骤s2中，摄像识别系统对连接状态信息进行比对分析完成后，通过安装在摄像头或爬梯上的提示装置发出指令，提示装置接收摄像识别系统的指令对电动挡门的启/闭进行提示。

进一步，所述步骤s2中，下摄像头通过摄像识别系统控制电动下挡门启/闭，上摄像头通过摄像识别系统控制电动上挡门的启/闭。

本发明还提供了一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接系统，其包括：

工控机；

摄像识别系统，其与工控机连接，并向工控机发出请求指令；

图像识别装置，其包括摄像头，所述摄像头与摄像识别系统连接并向摄像识别系统发送图像信息，所述摄像头通过固定架连接在爬梯上，所述摄像头设置两个并在爬梯上下方向间隔布设；

电动挡门，其固定在爬梯上下通行侧，电动挡门设置两个，一个电动挡门固定在位于爬梯上侧的摄像头下方、另一个电动挡门固定在位于爬梯下侧的摄像头上方；

提示装置，其与工控机连接并固定在摄像头或爬梯上。

进一步，所述电动挡门包括设在爬梯上的导向框、与导向框配合的活动挡板、设在导向框一侧的电动推杆，所述电动推杆一端与活动挡板连接，所述电动推杆与工控机连接。

进一步，所述提示装置包括红绿双色指示灯和/或扬声器。

本发明的有益效果是：

本发明利用电动挡门对爬梯的上下通行路径进行截留，基于图像识别技术检查安全锁扣和自锁器的连接状态，并实现对电动挡门的启/闭控制，进而强制工作人员将安全锁扣和自锁器连接来实现爬梯的上下通行，可有效确保工作人员爬行安全。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明系统控制原理框图；

图4为本发明中电动挡门的结构示意图；

图5为图4的侧视结构示意图；

图6为图4中a-a向的剖视结构示意图；

图7为图6中电动挡门开启后的结构示意图；

图8为本发明系统控制流程图。

其中：1-爬梯；2-摄像识别系统；3-摄像头；31-上摄像头；32-下摄像头；4-电动挡门；41-电动上挡门；42-电动下挡门；401-电动推杆；402-导向框；403-活动挡板；5-提示装置；6-控制开关；7-工控机；8-固定架。

具体实施方式

以下结合附图并以本发明在风电塔筒内部爬梯上的应用为例进行说明：

如图1和2所示，一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接方法；

一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接方法，包括以下步骤：

s1：图像信息采集，利用安装在风电塔筒爬梯1上下位置处并与摄像识别系统2连接的两个摄像头3，分别采集工作人员上行和下行时安全带安全锁扣与自锁器的连接状态信息；两个摄像头3包括上摄像头31和下摄像头32；现有技术中有的自锁器与安全绳连接来实现工作人员攀爬爬梯时的防坠落，有的在爬梯上设置有供自锁器移动的轨道来实现工作人员攀爬爬梯时的防坠落，基于该两种常规措施，连接状态信息包括自锁器与爬梯上安全绳连接时的连接状态信息或者是自锁器与爬梯上供自锁器移动的轨道的连接状态信息，连接状态信息具体是：自锁器与安全绳或供自锁器移动的轨道连接时的自锁器形状、自锁器的颜色和/或自锁器上的标识；自锁器与安全绳或轨道配合的形状易于识别，自锁器上可涂抹颜料用以便于摄像头的识别，自锁器上也可设置标识，例如数字、字母或图形等用以便于摄像头的识别，为避免工作人员的欺诈操作可将上述三种方式进行任意组合来进行识别辨识，其他易于摄像头识别自锁器的方式亦可应用，例如在自锁器上额外设置其他标识的方式。

s2：识别解锁，摄像识别系统2采集连接状态信息后与系统上预先建立的数据库进行比对分析，比对成功后通过摄像识别系统2向安装在爬梯1上下位置处的电动挡门4发出指令，电动挡门4按指令要求开启挡门；如比对不成功则电动挡门4按指令要求维持关闭状态；为便于工作人员明确启/闭状态，同时也为了起到安全督促作用，摄像识别系统2对连接状态信息进行比对分析完成后，根据比对结果通过安装在摄像头或爬梯1上的提示装置5发出指令，提示装置5接收摄像识别系统2的指令对电动挡门4的启/闭状态进行提示；电动挡门4包括电动上挡门41和电动下挡门42；为有效确保工作人员能够将安全锁扣与自锁器连接，可使下摄像头32通过摄像识别系统2控制电动下挡门41的启/闭，上摄像头31通过摄像识别系统2控制电动上挡门42的启/闭，这样可实现如果解锁不成功拒绝通行。

s3：通行，如电动挡门4开启可通过电动挡门4，电动挡门4开启一定时间后自动关闭；如电动挡门4保持关闭状态则无法通行，并进入s1步骤进行再次图像采集，直至解除锁定状态；具体的：

上行时，识别解锁成功后自动打开电动下挡门42，电动下挡门42固定时间后自动关闭，爬行至临近电动上挡门41时，利用设置在电动上挡门41下方的控制控制开关6开启电动上挡门41，电动上挡门41固定时间后自动关闭，工作人员爬行至上工作平台；

下行时，识别解锁成功后自动打开电动上挡门41，电动上挡门41固定时间后自动关闭，爬行至临近电动下挡门42时，用设置在电动下挡门42上方的控制控制开关6开启电动下挡门42，电动下挡门42固定时间后自动关闭，工作人员爬行至下工作平台；

工作人员临时返行时，通过制控制开关6开启对应电动挡门，电动挡门固定时间后自动关闭；

电动挡门保持关闭状态无法通行，工作人员将安全锁扣与自锁器连接，并进入s1步骤重新进行图像信息采集。

如图2至8所示，本发明还提供了一种基于图像识别的爬梯自锁器辅助强制连接系统，其包括工控机7、摄像识别系统2、图像识别装置、电动挡门4和提示装置5。

其中：

工控机7可安装在风电塔筒下工作平台上并与配电柜连接；工控机用于综合控制电动挡门4上的电动推杆401。

摄像识别系统2与工控机7连接，用于向工控机7发出请求指令，间接实现对电动挡门4的控制；请求指令是请求工控机7控制电动推杆401动作，并在指定时间后自动复位。

图像识别装置包括摄像头3，摄像头3与摄像识别系统2连接并向摄像识别系统2发送图像信息，该图像信息为安全锁扣与自锁器连接状态信息，摄像头通过固定架8连接在爬梯1上，摄像头3的位置以便于采集自锁器为宜，摄像头3设置两个并在爬梯1上下方向间隔布设，摄像头3包括位于爬梯上侧的上摄像头31和位于爬梯1下侧的下摄像头32，下摄像头32拾取工作人员上行时安全锁扣与自锁器连接状态信息，上摄像头31拾取工作人员下行时安全锁扣与自锁器连接状态信息。

电动挡门4固定在爬梯1上下通行侧，电动挡门4对爬梯通行人员起到截留功能，电动挡门4设置两个，一个电动挡门固定在上摄像头31下方，并定义为电动上挡门41，另一个电动挡门4固定在下摄像头32上方，并定义为电动下挡门42；在风电塔筒内部设有上下两个工作平台，爬梯连通两个工作平台，电动上挡门41可设在临近上工作平台下方2m~2.5m位置处、电动下挡门42可设在临近下工作平台上方2m~2.5m（高于一个人身高）位置处；电动挡门4具体包括设在爬梯1横梁上的导向框402、与导向框402配合的活动挡板403、设在导向框402一侧的电动推杆401；导向框402为活动挡板403提供移动导向作用；活动挡板403沿导向框402移动可实现爬梯1通行的截留；电动推杆401一端与活动挡板403连接，用于实现活动挡板403的活动控制，电动推杆401与工控机7连接，接收工控机7的控制命令；工控机7上连接有两个控制开关6，用于实现电动挡门4的启/闭控制，一个控制开关6位于电动上挡门41下方并控制电动上挡门41，另一个控制开关6位于电动下挡门42上方并控制电动下挡门42；活动挡板403上设有凹槽，凹槽用于避免活动挡板403动作时与安全绳或轨道产生干涉。

提示装置5与工控机7连接并固定在摄像头或爬梯1上，提示装置5可对电动挡门的启/闭状态进行提示，同时也起到安全督促的作用；提示装置5包括红绿双色指示灯和/或扬声器，采用的扬声器可集成语音模块再与工控机连接，或工控机连接语音模块后与扬声器连接，进而实现语音提示。

本发明的工作原理：

通过爬梯上行时：工作人员将穿戴的安全带上的安全锁扣与安全绳上的自锁器连接；由风电塔筒下工作平台向上爬行，爬行至下摄像头32图像采集区后，下摄像头32采集安全锁扣与自锁器的连接状态，下摄像头32将采集的图像发送给摄像识别系统2，摄像识别系统2将图像与数据库调取的图像进行比对；如比对成功，则摄像识别系统2向工控机7发送请求指令，工控机7根据请求指令控制电动下挡门42的电动推杆401动作，电动推杆401带动活动挡板403在导向框402导向下移动固定距离，此时电动下挡门42开启，工作人员可通过，电动推杆401在工控机7控制下一定时间后自动复位，实现电动下挡门42的关闭；如比对成功，工控机7还控制红绿双色指示灯和/或扬声器进行电动下挡门42开启提示；如比对不成功，则摄像识别系统2向工控机7发送请求指令，工控机7根据请求指令控制红绿双色指示灯和/或扬声器进行电动下挡门42关闭提示，强制工作人员将安全锁扣与自锁器进行连接，然后利用摄像头进行再次图像采集，直至比对成功；工作人员继续上行邻近电动上挡门41时，利用电动上挡门41下方的控制开关6开启电动上挡门41；工作人员继续上行，并在爬至上工作平台后可解除安全锁扣与自锁器的连接。

通过爬梯下行时：工作人员将穿戴的安全带上的安全锁扣与安全绳上的自锁器连接；由风电塔筒上工作平台向下爬行，爬行至上摄像头31图像采集区后，上摄像头31采集安全锁扣与自锁器的连接状态，上摄像头31将采集的图像发送给摄像识别系统2，摄像识别系统2将图像与数据库调取的图像进行比对；如比对成功，则摄像识别系统2向工控机7发送请求指令，工控机7根据请求指令控制电动上挡门41开启，工作人员可通过，电动推杆401在工控机7控制下一定时间后自动复位，实现电动上挡门41的关闭；如比对成功，工控机7还控制红绿双色指示灯和/或扬声器进行电动上挡门41开启提示；如比对不成功，则摄像识别系统2向工控机7发送请求指令，工控机7根据请求指令控制红绿双色指示灯和/或扬声器进行电动上挡门41关闭提示，强制工作人员将安全锁扣与自锁器进行连接，然后利用摄像头进行再次图像采集，直至比对成功；工作人员继续下行邻近电动下挡门42时，利用电动下挡门42上方的控制开关6开启电动下挡门42；工作人员继续下行，并在爬至下工作平台后可解除安全锁扣与自锁器的连接。

工作人员在上行或下行过程中如临时返行，可通过控制开关6开启相应的电动挡门。

本发明不仅可应用在风电塔筒内的爬梯上，其他应用爬梯的场合亦可使用。