(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 202210335184.1 (22)申请日 2022.03.31 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 胡甫才　徐旻钰　喻煜　崔凯歌　 李季洋　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 乐综胜 (51)Int.Cl. F41H 11/00(2006.01) G06V 20/52(2022.01) G06T 7/254(2017.01) G06T 7/136(2017.01)G06T 7/149(2017.01) G08B 21/02(2006.01) G08B 7/06(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种高空坠物拦截与避险装置 (57)摘要 本发明公开了一种高空坠物拦截与避险装 置， 包括控制系统和设置于目标建筑物外的高空 坠物预警系统、 坠物拦截系统， 控制系统分别与 高空坠物预警系统和坠物拦截系统连接； 控制系 统通过高空坠物预警系统检测识别高空坠落物 体， 当识别出高空坠物时， 使坠物拦截系统启动 拦截。 本发明阻止坠物高速下落， 大大降低了高 空坠物的危险性， 并降低了误触发的可能性， 节 约了能源并减少了对 装置自身的损耗。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114754629 A 2022.07.15 CN 114754629 A 1.一种高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 包括控制系统和设置于目标建筑物外 的高空坠物预警系统、 坠物拦截系统， 控制系统分别与高空坠物预警系统和 坠物拦截系统 连接； 控制系统通过高空坠物预警系统检测识别高空坠落物体， 当识别出高空坠物时， 使坠 物拦截系统启动拦截。 2.根据权利要求1所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 高空坠物预警系统包 括机架、 旋转底座、 监控器、 数据通信模块和信息处理模块， 旋转底 座设于机架上， 监控器设 置于旋转底座上， 监控器通过数据通信模块与信息处理模块连接， 信息处理模块与控制系 统连接。 3.根据权利要求1所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 高空坠物预警系统的 个数为多个， 沿目标建筑物高度方向由下至上依次间隔分布。 4.根据权利要求1所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 高空坠物预警系统的 检测识别包括模糊识别模式和/或精准识别模式； 模糊识别模式为： 通过监视器捕捉动态坠物的图像， 并将图像信息传递给信息处理模 块， 信息处理模块根据图像对动态坠物体积进行计算， 动态坠物体积大于一定值时才进入 有威胁模式； 否则 保持无威胁模式， 当进入威胁模式时， 控制系统启动坠物拦截系统， 无威 胁模式时坠物拦截系统不启动； 精准识别模式为： 通过监视器进行多维度视觉捕捉动态坠物， 并将动态坠物的图像传 递给信息处理模块， 信息处理模块将采集到的图像与其信息库中事先存储的危险物品图像 进行对比， 若匹配上则控制系统启动坠物拦截系统， 若没有匹配上则不启动坠物拦截系统。 5.根据权利要求4所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 信 息处理模块的识别 判断过程为： 信息处理模块结合卷积神经网络， 实现对坠落物体的快速识别， 并根据识别结 果带动系统进入有威胁模式或无威胁模式， 并采用基于图像的ViBe算法， 利用不同角度的 观测结果建立三维立体空间模型， 并确定高空抛物在空间中的坐标以及运动轨迹， 实现对 高空抛物的运动轨 迹预测， 并完成较为精准的落 点预测。 6.根据权利要求4所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 信 息处理模块对图像 的处理过程为： 图像预 处理采用了一系 列图像处理的基本API算法， 包括依次对图像进 行灰 度化， 高斯滤波， 阈值分割， 形态学 处理， 最终得到背 景减除并且降噪后的物体图像； 得到减 除背景之后的差分图像， 在差分图像的基础上再依次对图像进行灰度化和阈值处理； 最后针对优化后的图像做 一个连通 域的分析， 获取其 最大轮廓， 完成对目标的追踪。 7.根据权利要求1所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 坠物拦截装置包括支 架弹出装置、 声光预警装置、 拦网和拦网支架， 拦网设置于拦网支架上， 拦网支架与支架弹 出装置连接， 支架弹出装置设置于目标建筑物外墙， 控制系统与支架弹出装置和声光预警 装置连接 。 8.根据权利要求7所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 支架弹出装置包括支 架固定卡扣、 支架锁定卡扣、 固定支架、 移动铁块和导杆， 拦网支架的下端与目标建筑物外 壁铰接， 拦网支架的中部或上端通过支架固定卡扣与支架锁定卡扣连接， 固定支架设置于 目标建筑物外壁连接固定， 固定支架上设有滑道， 滑道一端设有电磁线圈， 电磁线圈与控制 系统连接， 移动铁块与 支架锁定卡扣之 间连接有导杆， 滑道上设有移动铁块， 电磁线圈和移权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114754629 A 2动铁块之 间设有弹簧； 控制系统控制电磁线圈的通电或断电， 电磁线圈通电后， 使移动铁块 移动， 移动铁块通过导杆带动支架锁定卡扣打开， 支架固定卡扣与 支架锁定卡扣脱开， 拦网 支架接触锁定， 向外打开。 9.根据权利要求8所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 支架锁定卡扣包括传 动弹簧、 锁定盒、 紧压弹簧、 固定板、 导轨和一对锁定扣， 固定板和导轨 设置于目标建筑物外 壁， 锁定盒设置于导轨上， 可沿导轨上下移动， 固定板布置于锁定盒的上方或下方， 固定板 连接有中间板， 紧压弹簧的个数为两个， 紧压弹簧布置于中间板两侧， 导杆通过传动弹簧与 锁定盒连接， 一对锁定扣分别连接有连接臂， 初始锁紧位置时， 两个连接臂均设置于锁定盒 内， 紧压弹簧的两端分别与中间板和相应连接臂连接， 通过紧压弹簧使两个连接臂分别紧 贴于锁定盒的两端侧 壁上， 使一对锁定扣扣合在一起， 一对锁定扣从两侧夹紧锁定固定支 架， 锁定盒沿导轨移动后， 两个连接臂从锁定盒中脱出， 一对锁定扣向两侧打开， 固定支架 从两个锁定扣之间释放出来。 10.根据权利要求7所述的高空坠物拦截与避险装置， 其特征在于， 声光预警装置包括 激光发射器和语音模块， 控制系统分别与激光发射器和语音模块连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114754629 A 3