一种光伏供电的智能头盔

技术领域

本发明实施例涉及光伏设备技术领域，特别涉及一种光伏供电的智能头盔。

背景技术

骑行头盔是骑行运动中生命最坚实的保护屏障，骑行过程中的摔倒会对头部造成很大的损害，即使骑行者是以较低的车速沿着坡度平稳的自行车道骑行，也同样不可忽视安全问题。佩戴骑行头盔的原因很简单也很重要，保护头部，减少伤害。相关数据表明，在每年超过500例的骑车死亡事故中，有75%的死亡原因是头部受到致命伤害。

然而，由于头盔的结构和功能特性受限，使得佩戴头盔的驾驶员在获取导航信息、观察道路情况、行车安全等方面存在诸多不便。因此，如何提升头盔的使用安全性、便利性和智能性成为当前领域的热点研究问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种光伏供电的智能头盔，方便骑行用户骑行时接听电话或听音乐，以保障骑行安全，并通过光伏电池发电以向储能元件充电，进而达到长时间续航的目的。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种光伏供电的智能头盔，包括：

头盔本体；

设于所述头盔本体上的立体式光伏电池板或柔性光伏电池板，以及语音识别模块、第一声源收集模块、第二声源收集模块和通讯模块；

还包括播放模块；

所述立体式光伏电池板或柔性光伏电池板电连接所述语音识别模块、所述第一声源收集模块、所述第二声源收集模块、所述通讯模块和所述播放模块；

所述通讯模块用于连接外部智能设备；

所述第一声源收集模块用于收集佩戴者的第一语音信息，并将所述第一语音信息发送至所述通讯模块；

所述通讯模块，用于将所述第一语音信息发送至所述外部智能设备，并接收所述外部智能设备发送的第三语音信息，将所述第三语音信息发送至所述播放模块，以使所述播放模块播放所述第三语音信息；

所述第二声源收集模块用于收集外部环境中的第二语音信息，并将所述第二语音信息发送至所述语音识别模块；

所述语音识别模块，用于识别到所述第二语音信息中存在警示语音信息时，确定与所述警示语音信息匹配的警示提醒信息，将所述警示提醒信息发送至所述播放模块，以使所述播放模块播放所述警示提醒信息。

本发明实施例相对于现有技术而言，通过立体式光伏电池板或柔性光伏电池板供电，提高了续航能力，在头盔本体上设置第一声源收集模块、播放模块和通讯模块，能够通过通讯模块连接外部智能设备，进而可以使用户在骑行过程中通过语音实现与外部智能设备的交互，如在骑行时接听电话、听音乐、听广播，也可通过语音控制外部智能设备，并通柔性光伏电池板进行供电，达到长时间续航的目的，同时，为了在与外部智能设备交互时保证骑行的安全性，还通过设置第二声源收集模块采集外部环境中的第二语音信息，以通过语音识别模块识别出第二语音信息中的示警语音信息，以及示警语音信息的声源方向，进而能够对骑行者进行示警，并告知骑行者需警示的方向。

作为优选的，以使所述播放模块播放所述警示提醒信息，具体为：

所述播放模块未播放语音时，直接播放所述警示提醒信息；

所述播放模块正在播放所述第三语音信息时，插播所述警示提醒信息，或暂停播放所述第三语音信息后播放所述警示提醒信息。

作为优选的，所述语音识别模块具体用于，若判断所述第二语音信息中存在警示语音信息，则确定所述第二语音信息的声源方向，基于所述警示语音信息和所述声源方向匹配对应的警示提醒信息。

作为优选的，所述警示语音信息包括自行车车铃声、电动车鸣笛声、私家车鸣笛声、大型工程车鸣笛声、警车鸣笛声、救护车鸣笛声、消防车鸣笛声、洒水车警示声和警哨声；

所述警示提醒信息包括声源方向、声音类型和警示提示。

作为优选的，所述头盔本体包括相对的前侧和后侧；

所述头盔本体包括内壳和外壳；所述内壳和所述外壳之间形成有通风通道，所述外壳的前侧处设有进风口，所述外壳的后侧处设有出风口；所述进风口、所述通风通道和所述出风口连通；

所述进风口和所述出风口处均设有栅栏，所述进风口处的栅栏内侧还设有风扇。

作为优选的，所述外壳的前侧处还设有照明灯，所述外壳的后侧处还设有示警灯。

作为优选的，所述柔性光伏电池板包括至少一组柔性光伏电池组，每组所述柔性光伏电池组包括至少一片柔性光伏电池片，其中，多片柔性光伏电池片中的任意两片柔性光伏电池片相互并联和/或串联；多组所述柔性光伏电池组的任意两组柔性光伏电池组并联和/或串联；

所述外壳内侧对应所述柔性光伏电池板位置处还设有充电电池，所述充电电池连接所述柔性光伏电池板；

所述头盔本体上还设有充电端口，所述充电端口电连接所述充电电池，所述充电端口位于所述头盔本体的下边沿或内侧；

所述充电电池电连接语音识别模块、第一声源收集模块、第二声源收集模块、播放模块、通讯模块、所述示警灯、所述风扇和所述照明灯。

作为优选的，所述头盔的侧面还设有控制面板，所述控制面板上设有通讯模块开关、风扇开关、照明灯开关、示警灯开关和求救开关；

所述求救开关连接所述播放模块，用于控制所述播放模块播放求救语音。

作为优选的，所述头盔本体内还设有控制模块，所述控制模块连接所述语音识别模块、所述通讯模块、所述风扇、所述照明灯和所述示警灯；所述控制模块用于接收通讯模块开关、风扇开关、照明灯开关、示警灯开关和/或求救开关发送的控制信号，并对应控制所述通讯模块、所述风扇、所述照明灯、所述示警灯和/或所述播放模块执行与所述控制信号匹配的动作；

所述语音识别模块还用于识别到所述第一语音信息中存在控制语音信息时，确定与所述控制语音信息匹配的控制信号，并将所述控制信号发送至所述控制模块。

作为优选的，所述柔性光伏电池片包括前膜层、第一胶膜层、光伏电池层、第二胶膜层和背膜层，所述前膜层、所述第一胶膜层、所述光伏电池层、所述第二胶膜层和所述背膜层一体成型；

所述前膜层为ETFE膜片、PVDF膜片或FEP膜片；

所述背膜层包括依次压合成形的第一组成膜片、中间胶膜片和第二组成膜片，第一组成膜片为EVA膜片、PVF膜片、PO膜片、PE膜片或PA膜片；第二组成膜片为EVA膜片、PVDF膜片、PO膜片、PE膜片或PA膜片；

中间胶膜片、第一胶膜层和第二胶膜层均为EVA膜片。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明实施例的一种光伏供电的智能头盔立体图；

图2是根据本发明实施例的一种光伏供电的智能头盔顶部示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种无线充电装置位置实施示意图。

具体实施例

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列部件或单元的系统、产品或设备没有限定于已列出的部件或单元，而是可选地还包括没有列出的部件或单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固有的其它部件或单元。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面对本实施例的光伏供电的智能头盔的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本发明的第一实施例涉及一种光伏供电的智能头盔。如图1至图3中所示，包括：

头盔本体1；

设于所述头盔本体1上的立体式光伏电池板/柔性光伏电池板2，以及语音识别模块7、第一声源收集模块5、第二声源收集模块6和通讯模块10；

还包括播放模块8；

所述立体式光伏电池板/柔性光伏电池板2电连接所述语音识别模块7、所述第一声源收集模块5、所述第二声源收集模块6、所述通讯模块10和所述播放模块8；

所述通讯模块10用于连接外部智能设备14；

所述第一声源收集模块5用于收集佩戴者的第一语音信息，并将所述第一语音信息发送至所述通讯模块10；

所述通讯模块10，用于将所述第一语音信息发送至所述外部智能设备14，并接收所述外部智能设备14发送的第三语音信息，将所述第三语音信息发送至所述播放模块8，以使所述播放模块8播放所述第三语音信息；

所述第二声源收集模块6用于收集外部环境中的第二语音信息，并将所述第二语音信息发送至所述语音识别模块7；

所述语音识别模块7，用于识别到所述第二语音信息中存在警示语音信息时，确定与所述警示语音信息匹配的警示提醒信息，将所述警示提醒信息发送至所述播放模块8，以使所述播放模块8播放所述警示提醒信息。

具体的，本实施例中的立体式光伏电池板，其弯曲度与所述头盔本体1相匹配，通过立体式光伏电池板或柔性光伏电池板2，能够更贴合头盔本体1的外形构造，不影响头盔本体1的整体结构设计，保证头盔本体1各个部位的弧度匹配、应力配合，不影响头盔的安全性。

具体的，本实施例中的第一声源收集模块5和第二声源收集模块6的收音距离和频率范围均不同，其中，第一声源收集模块5收集声源的频率范围为：82~493Hz，收音距离为0~1m；第二声源收集模块6收集声源的频率范围为：50~25000Hz，收音距离为0~50m。

本发明实施例相对于现有技术而言，本发明实施例通过在头盔本体1上设置第一声源收集模块5、播放模块8和通讯模块10，能够通过通讯模块10连接外部智能设备14，进而可以使用户在骑行过程中通过语音实现与外部智能设备14的交互，如在骑行时接听电话、听音乐、听广播，也可通过语音控制外部智能设备14，并通柔性光伏电池板2进行供电，达到长时间续航的目的，同时，为了在与外部智能设备14交互时保证骑行的安全性，还通过设置第二声源收集模块6采集外部环境中的第二语音信息，以通过语音识别模块7识别出第二语音信息中的示警语音信息，以及示警语音信息的声源方向，进而能够对骑行者进行示警，并告知骑行者需警示的方向。

下面对本实施的一种光伏供电的智能头盔的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，以使所述播放模块8播放所述警示提醒信息，具体为：

所述播放模块8未播放语音时，直接播放所述警示提醒信息；

所述播放模块8正在播放所述第三语音信息时，插播所述警示提醒信息，或暂停播放所述第三语音信息后播放所述警示提醒信息。

具体的，在本实施例中，在骑行过程中，若骑行者佩戴头盔，且开启了语音识别模块7和第二声源收集模块6，则语音识别模块7和第二声源收集模块6实时工作，以收集外部环境中的第二语音信息，并在识别到所述第二语音信息中存在警示语音信息时，确定与所述警示语音信息匹配的警示提醒信息，将所述警示提醒信息发送至所述播放模块8，以使所述播放模块8播放所述警示提醒信息。若语音识别模块7和第二声源收集模块6关闭，则不再收集、识别第二语音信息。

其中，在播放模块8接收并播放所述第三语音时，语音识别模块7和第二声源收集模块6必然开启并工作。

具体的，为了骑行者能够即时、准确接收所述警示提醒信息，该警示提醒信息在播放模块8具有比第三语音信息优先的播放权限。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述语音识别模块7具体用于，若判断所述第二语音信息中存在警示语音信息，则确定所述第二语音信息的声源方向，基于所述警示语音信息和所述声源方向匹配对应的警示提醒信息。

具体的，语音识别模块7在识别到第二语音信息中存在警示语音信息，即骑行者周边环境中有其他交通参与者发出了示警信息时，不仅需要将该示警信息告知骑行者，还需要同时告知其发出示警信息的方向、主体，以便骑行者对后续骑行状态做出调整。

其中，在识别声源方向时，可以采用多种方法，如将第二声源采集模块设置为麦克风阵列，该麦克风阵列包括呈阵列排布的麦克风阵元，在佩戴头盔时，该麦克风阵列平行于水平面，通过确定声源信号（即第二语音信息）到达麦克风阵列中各麦克风阵元的相对时间差，基于该相对时间差确定声源信号到达各麦克风阵元的距离差，并结合阵列拓扑结构用几何算法或搜索确定声源位置，根据声源和麦克风阵列中各麦克风阵元之间的几何关系确定声源方向角和距离。

又如，同样将第二声源采集模块设置为多个声源采集单元，使多个声源采集单元采集声源信号；针对多个不同的位置，预先对空间传递函数的逆特性进行保持，该空间传递函数是在声源位于某个位置的情况下，来自该声源的声源传递到各个所述声源采集单元的位置时的空间传递函数；对各个所述声源采集单元采集的声源信号（即第二语音信息）应用针对该声源采集单元所保持的多个位置的空间传递函数的逆特性，来估计所采集的声源信号的声源位置处的声源信号；判定用函数生成步骤，得到判定用函数，该判定用函数针对每个位置示出利用不同的采集声源信号而估计的多个声源位置处的声源信号的一致性；以及方向信息取得步骤，根据所生成的判定用函数，得到连接多个所述声源采集单元和与所采集的声源相关的声源的方向的信息。

另外，判断了声源方向后，还可以进一步确定声源距离。

除本实施例上述两种实施方式外，还可以采用其他声源判断方法或装置，本实施例中不做限定。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述警示语音信息包括自行车车铃声、电动车鸣笛声、私家车鸣笛声、大型工程车鸣笛声、警车鸣笛声、救护车鸣笛声、消防车鸣笛声、洒水车警示声和警哨声；

所述警示提醒信息包括声源方向、声音类型和警示提示。

具体的，在本实施例中，警示语音信息的来源为道路上的交通参与者，即声源类型，包括机动车、非机动车以及交警的警哨声。

在生成提醒信息时，需要将声源方向、声源类型和预先设置的警示语，例如若识别到后方有警车鸣笛，则最终生成的警示提示信息可为“请注意后方警车”，或后者“后方警车鸣笛”等，又如识别到左侧有私家车鸣笛声，则最终生成警示提醒信息为“请注意左方私家车”或“左方私家车鸣笛”；若增加距离判断，则可以在警示提醒信息中也加入声源距离信息，如识别到后方50米有警车鸣笛，则最终生成的警示提示信息可为“请注意后方50米有警车”，或后者“后方50米有警车鸣笛”等，以使骑行者能够做出应对。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述头盔本体包括相对的前侧和后侧；

所述头盔本体1包括内壳和外壳；所述内壳和所述外壳之间形成有通风通道，所述外壳的前侧处设有进风口，所述外壳的后侧处设有出风口；所述进风口、所述通风通道和所述出风口连通；

所述进风口和所述出风口处均设有栅栏15，所述进风口处的栅栏15内侧还设有风扇12。

具体的，外壳为硬质壳体，内壳为软质壳体，其中，内壳也可以为网状壳体，内壳和外壳之间具有闲置空间，该闲置空间可以作为通风通道，另外，该通风通道也可填充柔性通风材料，在保证通风良好的情况下，增加一层缓冲层，以进一步保护佩戴者头部。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述外壳的前侧处还设有照明灯13，所述外壳的后侧处还设有示警灯11。

具体的，进风口设于外壳前侧帽檐的上方处，出风口设于外壳后侧对应位置，还可以在外壳的其他部位也设置出气孔，以将从进气口处进入通风通道的气流导向不同位置，保证佩戴者凉爽效果。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述柔性光伏电池板2包括至少一组柔性光伏电池组，每组所述柔性光伏电池组包括至少一片柔性光伏电池片，其中，多片柔性光伏电池片中的任意两片柔性光伏电池片相互并联和/或串联；多组所述柔性光伏电池组的任意两组柔性光伏电池组并联和/或串联；

所述外壳内侧对应所述柔性光伏电池板2位置处还设有充电电池3，所述充电电池3连接所述柔性光伏电池板2；

所述头盔本体1上还设有充电端口，所述充电端口电连接所述充电电池3，所述充电端口位于所述头盔本体1的下边沿或内侧；

所述充电电池3电连接语音识别模块7、第一声源收集模块5、第二声源收集模块6、播放模块8、通讯模块10、所述示警灯11、所述风扇12和所述照明灯13。

具体的，采用柔性光伏电池板2或立体式光伏电池板，能够很好的适应头盔本体1，不改变头盔本体1的整体结构，使得头盔本体1各个部位的厚度相匹配，弯曲弧度也相匹配，进而使得头盔本体1的应力、抗冲击力得到最好的保证。不会因增装电池板导致头盔本地在对应部位的厚度、弧度发生变化，进而影响其抗压性能。

另外，头盔本体1内部还设有充电电池3，充电电池3和光伏电池板（柔性或立体式）还连接有电池管理模块4，电池管理模块4用于控制充电电池3或光伏电池板为其余各个功能模块供电，其中，若判断充电电池3剩余电量大于设定值，且光伏电池板输出电压大于各功能模块的额定电压（足以为当前工作的功能模块供电），则控制光伏电池板直接给各个功能模块供电；若判断光伏电池板输出电压小于各个功能模块的额定电压（不足以为当前工作的功能模块供电），则控制充电电池3为各个功能模块供电，光伏电池板同时为充电电池3充电。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述头盔的侧面还设有控制面板16，所述控制面板16上设有通讯模块开关、风扇开关、照明灯开关、示警灯开关和求救开关；

所述求救开关连接所述播放模块8，用于控制所述播放模块8播放求救语音。

当按下求救开关时，播放模块8可间隔播放求救语音，并且求救开关连接有GPS和/或北斗定位模块，以及无线电通信模块，可进一步通过无线电通信模块进行求救，并通过GPS和/或北斗定位模块发送位置信息。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述头盔本体1内还设有控制模块9，所述控制模块9连接所述语音识别模块7、所述通讯模块10、所述风扇12、所述照明灯13和所述示警灯11；所述控制模块用于接收通讯模块开关、风扇开关、照明灯开关、示警灯开关和/或求救开关发送的控制信号，并对应控制所述通讯模块10、所述风扇12、所述照明灯13、所述示警灯11和/或所述播放模块8执行与所述控制信号匹配的动作；

所述语音识别模块7还用于识别到所述第一语音信息中存在控制语音信息时，确定与所述控制语音信息匹配的控制信号，并将所述控制信号发送至所述控制模块9。

具体的，语音识别模块7除了识别警示提醒信息外，还可以识别第一语音信息中的控制语音信息，以将该控制语音信息发送至控制模块9，该控制语音信息用于控制所述通讯模块10、所述风扇12、所述照明灯13、所述示警灯11或所述播放模块8的工作状态。以使骑行者在骑行过程中，通过语音即可控制头盔本体1上的各个功能模块，增加了骑行的安全性。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，所述柔性光伏电池片包括前膜层、第一胶膜层、光伏电池层、第二胶膜层和背膜层，所述前膜层、所述第一胶膜层、所述光伏电池层、所述第二胶膜层和所述背膜层一体成型；

所述前膜层为ETFE膜片、PVDF膜片或FEP膜片；

所述背膜层包括依次压合成形的第一组成膜片、中间胶膜片和第二组成膜片，第一组成膜片为EVA膜片、PVF膜片、PO膜片、PE膜片或PA膜片；第二组成膜片为EVA膜片、PVDF膜片、PO膜片、PE膜片或PA膜片；

中间胶膜片、第一胶膜层和第二胶膜层均为EVA膜片。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。