(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211151648.X (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 广东电网有限责任公司广州供电局 地址 510620 广东省广州市天河区天河南 二路2号 (72)发明人 高军伟　陈泽雄　周仕杰　彭灵利　 熊波　梁灿辉　李英锋　李秀伟　 李颂杰　毛淦霖　 (74)专利代理 机构 重庆壹手知专利代理事务所 (普通合伙) 50267 专利代理师 刘军 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06T 17/00(2006.01) H04W 4/02(2018.01)H04W 64/00(2009.01) G01C 15/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于3D可视化 安全作业 监管系统 (57)摘要 本发明涉及电子信息技术领域， 公开了一种 基于3D可视化安全作业监管系统， 包括 云监管平 台、 3D模型模块、 定位总站、 若干个定位基站、 安 全围栏模块、 模型数据库， 定位总站连接若干个 定位基站； 3D 模型模块用于构建虚拟三维监管场 景； 定位总站用于计算三维坐标； 安全围栏模块 用于构建电子安全围栏； 定位基站用于生成实时 距离测量数据； 云监管平台用于将三维坐标信息 和电子安全围栏信息实时映射在三维监管场景 中。 本发明提供的基于3D可视化安全作业监管系 统， 通过定位标签与定位基站确定工作人员的实 时位置并显示在虚拟三维监管场景中， 使得监管 人员可以通过云监管平台实时查看到虚拟三维 场景中显示的作业现场的情况， 提高了监管效 率。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115545432 A 2022.12.30 CN 115545432 A 1.一种基于3D可视化安全作业监管系统， 其特征在于， 包括云监管平台、 3D模型模块、 定位总站、 若干个定位基站、 安全围栏模块、 模型数据库， 所述云监控平台连接所述3D模型 模块、 定位总站和安全围栏模块， 所述3D模型模块连接所述模型数据库， 所述定位总站连接 若干个定位基站； 所述3D模型模块用于对作业现场的若干个设备进行扫描建立三维模型， 并将多个设备 的三维模型依据作业现场的位置距离信息构建虚拟三维监管场景； 所述模型数据库用于接收所述3D模型模块发送的设备的三维模型， 并将三维模型按照 设备类别进行分类存 储； 所述定位总站用于接收若干个定位基站发送的实时距离测量数据， 并根据所述实时距 离测量数据计算 三维坐标； 所述安全围栏模块用于根据虚拟三维监管场景信 息构建电子安全围栏， 并根据三维坐 标实时判定是否超越所述电子安全围栏， 当超越所述电子安全围栏时生成告警信息以提醒 监管人员； 所述定位基站用于检测设置于设备或工作 人员的定位标签发出的脉冲信号， 并根据 所 述脉冲信号计算定位标签的位置以生成实时距离测量数据； 其中所述实时距离测量数据为 当前基站 距离定位标签的距离数据； 所述云监管平台用于接收所述3D模型模块、 定位总站和安全围栏模块发送的三维监管 场景信息、 三维坐标信息和电子安全围栏信息， 并将三维坐标信息和电子安全围栏信息实 时映射在所述三维监管场景中， 当工作人员或设备超越所述电子安全围栏时， 统计工作人 员和设备的危险行为信息 。 2.根据权利要求1所述的基于3D可视化安全作业监管系统， 其特征在于， 所述3D模型模 块包括三维激光扫描仪、 摄像机和现场位置采集模块， 所述三维激光扫描仪用于对设备 的 三维数据进行精确采集， 所述摄像机用于对设备的局部外观、 纹理、 扫描盲区进行补充拍 摄， 以精准构建设备 的三维模型， 所述现场位置采集模块用于采集作业现场的设备布设的 间距信息， 以便根据所述间距信息和三维模型构建虚拟三维监管场景。 3.根据权利要求1所述的基于3D可视化安全作业监管系统， 其特征在于， 所述定位总站 包括接收模块、 计算模块和发送模块， 所述接 收模块用于接 收若干个定位基站发送的实时 距离测量数据， 所述计算模块提取其中一个基站发送的实时距离测量数据、 基站的位置数 据， 对作业现场构建三 维坐标系， 并获取基站在三维坐标系中的三 维坐标， 根据基站的三 维 坐标和基站发送的实时距离测量数据计算对应的定位标签的在三 维坐标系中的坐标， 根据 作业现场与虚拟三维监管场景的比例将定位标签在三维坐标系中的坐标转换为可映射在 虚拟三维监管场景中的三 维坐标； 所述 发送模块用于将所述三维坐标发送给所述云监管平 台。 4.根据权利要求1所述的基于3D可视化安全作业监管系统， 其特征在于， 所述定位基站 采用非对称双边双向测距的方式生成实时距离测量数据， 包括： 提取一基站和一定位标签 作为目标定位基站和目标定位标签， 目标定位基站和目标定位标签经过两次信号往返， 得 到传输时间T， 根据时钟漂移的影响计算时钟漂移的传输时间t， 进而根据时钟飘移的传输 时间t计算实时距离测量数据， 其计算公式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115545432 A 2r＝c×t 其中， TA从目标定位基站的晶振时钟获得， TB、 Ty从目标定位标签的晶振时钟获得， eA为 目标定位基站的时钟精度， eB为目标定位标签的时钟精度， r为实时距离测量数据， c为光 速。 5.根据权利要求1所述的基于3D可视化安全作业监管系统， 其特征在于， 所述安全围栏 模块包括判定单元、 警示单元、 计算与发送单元和预警区域单元； 所述判定单元用于根据设 备或工作人员的三维坐标判定 设备或工作人员是否超越电子安全围栏， 所述 警示单元用于 当设备或工作人员超越所述电子安全围栏时生成告警信息以提醒监管人员， 所述计算与发 送单元用于计算设备或工作人员的超越电子安全围栏的距离， 并将所述告警信息发送给所 述云监管平台， 所述预警区域单元用于监管人员根据电子安全围栏预设即将产生危险的边 界区域， 并在设备或工作人员进入预警区域时提示工作人员或设备的操作人员离开预警区 域； 其中， 所述告警信息包括设备或工作人员的超越电子安全围栏的距离、 设备编号和工作 人员的身份识别 信息、 设备和工作人员的三维坐标。 6.根据权利要求1所述的基于3D可视化安全作业监管系统， 其特征在于， 所述3D模型模 块还包括更新单元和发送单元， 所述更新单元用于采集新增设备信息， 并将新增设备信息 发送至云监管平台； 其中， 所述新增设备信息包括三维模型数据信息和设备在三维场景中 的位置信息 。 7.根据权利要求1所述的基于3D可视化安全作业监管系统， 其特征在于， 还包括危险操 作预警模块， 所述危险操作预警模块中预设设备危险形变图片、 危险位置初始图片、 作业现 场危险位置初始图片， 所述危险操作预警模块用于将设备形变图片与预设的设备危险形变 图片比对， 当设备形变图片与预设的设备危险形变图片不一致时， 认定所述设备 的操作人 员出现了危险操作； 将危险位置实时图片、 作业现场危险位置实时图片与危险位置初始图 片、 作业现场危险位置初始图片比对， 当出现不一致时， 认定危险位置或作业现场危险位置 出现了危险操作。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115545432 A 3