一种砸倒报警检测方法与流程

本发明涉及一种砸倒报警检测方法及系统，属于人员安全和移动通信技术领域。

背景技术：

隧道施工具有较大的风险性，在以矿山法为主的隧道中，会经常使用爆破手段进行开山，如果隧道发生意外塌方情况，那么对于施工人员无疑是最大的安全威胁。同样，在矿井场景中，也可能发生意外的塌方或者人员被砸倒的事故，从而导致施工人员生命安全受到严重威胁。如何在复杂危险的施工环境中，提前预测环境的变化，对于塌方或者人员被砸倒的情况进行及时报警，确保施工人员的生命安全，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出一种砸倒报警检测方法及系统，它通过几个特征状态的判断和系统门限值的设定，能够准确获取人体被砸倒的信息、提升砸倒报警的准确率，降低该事件的漏报率，确保施工人员的生命安全。

为了实现上述目的，本发明的内容包括：

砸倒报警检测算法

步骤1：初始化之后，采集三轴加速度值。

步骤2：检测失重状态，失重现象发生在被砸倒之初。这种现象摔落过程中尤其显著，加速度的矢量降至0g左右。因此，可以把加速度值大小作为失重状态的判断依据。判断方法是合加速度值小于阈值g1且失重状态持续时间达到t1，即为失重状态。

步骤3：产生失重现象过后，人体与地面相撞击，此时合计速度值变化比较剧烈，该现象称为冲击。当合加速度值大于设定阈值g2时，即判为是冲击中断。

步骤4：检测冲击中断的工作模式为：每个采样的加速度值将直接与阈值g2进行比较，当加速度值出现大于阈值情况时即可判为是冲击中断。

步骤5：失重状态与冲击中断之间的间隔时间设定为t2，若检测到冲击中断时间距离失重状态已超过时间t2，则认为无效。

步骤6：一般地，人员被砸到后，人体是无法立即站起来。人体会在短时间内保持静止状态。冲击中断产生之后，系统等待检测静止状态，设定阈值g3，冲击中断到静止状态时间间隔设定为t3。检测静止状态工作模式：首先选择一个参考点，若新的采样点与参考点的合加速度差值超过阈值g3，参考点会被该采样点的加速度值替换；若新采样点合加速度与参考点的加速度差值小于阈值g3并且持续超过一定时间t3，则判为静止状态。

步骤7：在检测到冲击中断之后的t4(t4＞t3)内，应该有静止状态产生。如果在时间t4内没有检测到静止状态，则判为无效，不产生砸倒报警指示。

步骤8：砸倒后，人体一般会翻转因此三个轴的加速度值与坠落前的初始状态有所不同。若采样的三轴加速度值与初始状态下数值的矢量差超过阈值g4，则说明检测到一次有效的砸倒报警，系统会给出一个报警指示。

本发明的有益效果：

本发明解决了由于用户个体差异引起的阈值偏差，进一步减少了误报、漏报现象；分析了人体从被砸倒到静止状态各阶段的加速度值，结合人员行为和状态变化的综合判断，从而提高砸倒报警检测的准确率；砸倒报警检测器携带在用户身上，它是基于三轴加速度传感器的设备，不需要其他额外设备，即实现成本低、重量轻、便携的指标要求。

附图说明

图1是砸倒报警检测算法流程图

具体实施方式

实施例1：

本发明可以应用于在隧道施工建设，砸倒报警检测器佩戴在进入隧道内的所有员工，尤其是“掌子面”的爆破人员和工作人员。

具体算法步骤：

(1)采集三轴加速度值。

(2)系统等待失重检测，判断方法是合加速度值小于阈值g1＝0.75g，且失重持续时间至少为t1＝30ms，即为失重状；否则返回继续判断采样值。

(3)产生失重之后，系统开始等待冲击中断。当加速度值大于阈值g2＝2g时，即为冲击中断；若小于判断冲击中断工作模式是：每个采样点的加速度值将直接与阈值进行比较，从而判断是否发生中断。

(4)失重状态与冲击中断之间的间隔时间设定为t2＝200ms。若时间间隔大于t2，则认为无效。

(5)冲击中断产生之后，系统等待检测静止状态。阈值设为g3＝03g，时间隔间为t3＝2s。判断静止状态工作模式：选择一个参考点，若新采样点与参考点的加速度差值超过阈值，参考点会被该采样点更新替换。若新采样点与参考点的差值小于阈值g3并且持续超过一定时间t3，则判为静止状态。

(6)在冲击中断产生之后的t4＝3.5s内，应该有静止状态产生。如果超时，则认为无效。

(7)若静止状态之后的三轴加速度值与初始状态三轴加速度矢量差超过g4＝0.7g，则说明检测到一次有效的砸倒，系统会给出一个报警提示。