复合探测人员定位系统及使用方法与流程

本发明属于智能矿山，特别提供了复合探测人员定位系统及使用方法。

背景技术：

1、目前煤矿井下使用的人员定位系统一般由传感器终端及井下节点基站组成，通过无线信号传输和人员路线算法实现人员定位。缺点是人员定位只能精确到两个基站之间，不能精准判断人员具体位置，人员定位只能识别定位卡信号，不能判断是否为本人，存在入井人员携带其他人员定位卡/定位终端入井的情况，或者一人携带多个定位终端入井的情况，容易造成实际入井人员与统计入井人员不符的问题，另外对于没有经过授权非法闯入的人员位置和身份信息无法判别及标识。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了复合探测人员定位系统及使用方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：复合探测人员定位系统，设置于巷道中，包括便携式人员定位识别卡、矿灯电源、矿灯、安全帽、移动信号接收基站、固定信号接收基站、固定红外摄像头、数据线、固定信号接收基站布置点和移动信号接收基站布置点，所述便携式人员定位识别卡、矿灯电源和安全帽佩戴于人员身体上，所述矿灯电源的外壁装配有矿灯人员定位识别卡，所述矿灯装配于安全帽上，且矿灯与矿灯电源之间连接有矿灯连接线，所述安全帽的表面装配有安全帽人员定位识别卡，所述固定信号接收基站布置点和移动信号接收基站布置点设置于巷道内，所述固定信号接收基站放置于固定信号接收基站布置点内，且移动信号接收基站放置于移动信号接收基站布置点内，所述固定红外摄像头装配于巷道的顶壁，且固定红外摄像头通过数据线与固定信号接收基站连接。

3、进一步地，所述便携式人员定位识别卡的内部装配有本安电池、信号发射器和定位芯片，且本安电池、信号发射器和定位芯片之间通过导线连接。

4、进一步地，所述移动信号接收基站的上壁装配有移动红外摄像头和移动信号收发天线，所述移动信号接收基站的下壁装配有移动基站履带，所述移动信号接收基站的内部装配有电池组、移动基站定位芯片和广播系统，所述移动信号接收基站的侧壁装配有指纹识别窗口。

5、进一步地，所述固定信号接收基站的表面装配有固定信号收发天线，所述固定信号接收基站的内部装配有固定基站定位芯片，且固定基站定位芯片通过有线方式与地面监控调度室连接。

6、复合探测人员定位系统使用方法，使用如上述的复合探测人员定位系统，具体包括以下步骤：

7、步骤一：首先编制人员定位系统图，人员定位系统图以巷道的分布作为底图，在底图上标注固定信号接收基站布置点的位置，在人员较为密集的区域布置并标注移动信号接收基站布置点的位置；

8、步骤二：人员入井时，携带便携式人员定位识别卡、佩戴具有矿灯人员定位识别卡的矿灯、佩戴安装有安全帽人员定位识别卡的安全帽；

9、步骤三：人员通过固定信号接收基站时，便携式人员定位识别卡、矿灯人员定位识别卡和安全帽人员定位识别卡三个识别卡全部发射无线信号，固定信号接收基站接收到三组信号的同时，固定红外摄像头进行人脸识别，并将无线信号与人脸识别信息进行人员身份信息识别比对，得到“入井人员为本人”或“入井人员可能非本人”或“入井人员为无授权非法闯入人员”三种结果，之后将人员信息及位置信息进行信息编码并进行上传；

10、步骤四：入井人员经过移动信号接收基站时，接收便携式人员定位识别卡、矿灯人员定位识别卡、安全帽人员定位识别卡发出的三个无线信号，同时启动移动红外摄像头，对入井人员进行人脸识别，并将无线信号与人脸识别信息进行人员身份信息识别比对，人员信息对比完成后，进行信息编码，将人员信息及位置信息发送到固定信号接收基站，从而确定人员精确位置，之后将人员信息及位置信息进行上传；

11、步骤五：固定信号接收基站接收的无线信号与人脸识别信息识别比对不成功，人员信息可疑时，启动移动信号接收基站根据定位信息前往可疑人员所在区域搜寻，通过广播系统通知信息可疑人员进行信息复合确认，信息确认利用指纹识别窗口实现；

12、步骤六：在人员定位系统图上实时显示固定信号接收基站布置点、移动信号接收基站布置点和入井人员的位置信息，并用不同的颜色标注人员身份信息识别比对结果，并显示入井总人数、可疑人员人数、可疑人员信息。

13、进一步地，在步骤一中，所述巷道包括回采工作面顺槽巷道、掘进巷道、采区大巷。

14、进一步地，在步骤一中，两个所述固定信号接收基站布置点的距离为100m，且对固定信号接收基站布置点的位置信息进行编号，其位置编号顺着矿井风流方向逐渐增加，编号格式为xx01、xx02、xx0n；

15、xx的含义是固定信号接收基站布置点。

16、进一步地，在步骤一中，所述移动信号接收基站布置点设置于相邻所述固定信号接收基站布置点之间，且对移动信号接收基站布置点的位置信息进行编号，其位置编号的编号格式为yy0m0n-xxx；

17、yy的含义是移动信号接收基站布置点；

18、0m0n的含义是移动信号接收基站布置点位于0m号固定信号接收基站布置点和0n号固定信号接收基站布置点之间；

19、xxx的含义是移动信号接收基站布置点与0m号固定信号接收基站布置点的距离，单位为米。

20、进一步地，在步骤三中，人员身份信息识别比对的方法为：

21、如果无线信号与人脸识别信息识别比对成功，由固定信号接收基站上传人员位置信息，用绿色在人员定位系统图中显示人员信息，代表人员信息正确无误，入井人员为本人；

22、如果无线信号与人脸识别信息识别比对不成功，由固定信号接收基站上传人员位置信息，用黄色在人员定位系统图中显示人员信息，代表人员信息可疑，入井人员可能非本人；

23、如果不能被识别的人脸头像信息，且没有人员定位信号显示，由固定信号接收基站上传此信息，用红色在人员定位系统图中显示人员信息，表示入井人员为无授权非法闯入人员。

24、进一步地，在步骤四中，移动信号接收基站采用匀速的运动方式在各固定信号接收基站之间移动。

25、使用本发明的有益效果是：

26、本发明提出了复合探测人员定位系统及使用方法，运用多种信号源及人脸识别技术，通过固定信号接收基站和移动信号接收基站精确标定人员位置和入井总人数、准确判断人员身份信息、及时反馈人员身份信息的三种状态(绿色为身份正常、黄色为身份可疑、红色为无身份闯入)，实现精准识别人员信息，为煤矿的安全生产提供有力的监控工具。

技术特征：

1.复合探测人员定位系统，设置于巷道中，其特征在于：包括便携式人员定位识别卡(1)、矿灯电源(2)、矿灯(3)、安全帽(5)、移动信号接收基站(6)、固定信号接收基站(7)、固定红外摄像头(8)、数据线(9)、固定信号接收基站布置点(10)和移动信号接收基站布置点(11)，所述便携式人员定位识别卡(1)、矿灯电源(2)和安全帽(5)佩戴于人员身体上，所述矿灯电源(2)的外壁装配有矿灯人员定位识别卡(2-1)，所述矿灯(3)装配于安全帽(5)上，且矿灯(3)与矿灯电源(2)之间连接有矿灯连接线(4)，所述安全帽(5)的表面装配有安全帽人员定位识别卡(5-1)，所述固定信号接收基站布置点(10)和移动信号接收基站布置点(11)设置于巷道内，所述固定信号接收基站(7)放置于固定信号接收基站布置点(10)内，且移动信号接收基站(6)放置于移动信号接收基站布置点(11)内，所述固定红外摄像头(8)装配于巷道的顶壁，且固定红外摄像头(8)通过数据线(9)与固定信号接收基站(7)连接。

2.根据权利要求1中所述的复合探测人员定位系统，其特征在于：所述便携式人员定位识别卡(1)的内部装配有本安电池(1-1)、信号发射器(1-2)和定位芯片(1-3)，且本安电池(1-1)、信号发射器(1-2)和定位芯片(1-3)之间通过导线连接。

3.根据权利要求1中所述的复合探测人员定位系统，其特征在于：所述移动信号接收基站(6)的上壁装配有移动红外摄像头(6-1)和移动信号收发天线(6-2)，所述移动信号接收基站(6)的下壁装配有移动基站履带(6-3)，所述移动信号接收基站(6)的内部装配有电池组(6-4)、移动基站定位芯片(6-5)和广播系统(6-7)，所述移动信号接收基站(6)的侧壁装配有指纹识别窗口(6-6)。

4.根据权利要求1中所述的复合探测人员定位系统，其特征在于：所述固定信号接收基站(7)的表面装配有固定信号收发天线(7-1)，所述固定信号接收基站(7)的内部装配有固定基站定位芯片(7-2)，且固定基站定位芯片(7-2)通过有线方式与地面监控调度室连接。

5.复合探测人员定位系统使用方法，使用如权利要求1至4中任一所述的复合探测人员定位系统，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5中所述的复合探测人员定位系统使用方法，其特征在于：在步骤一中，所述巷道包括回采工作面顺槽巷道(13)、掘进巷道(14)、采区大巷(15)。

7.根据权利要求5中所述的复合探测人员定位系统使用方法，其特征在于：在步骤一中，两个所述固定信号接收基站布置点(10)的距离为100m，且对固定信号接收基站布置点(10)的位置信息进行编号，其位置编号顺着矿井风流方向逐渐增加，编号格式为xx01、xx02、xx0n；

8.根据权利要求7中所述的复合探测人员定位系统使用方法，其特征在于：在步骤一中，所述移动信号接收基站布置点(11)设置于相邻所述固定信号接收基站布置点(10)之间，且对移动信号接收基站布置点(11)的位置信息进行编号，其位置编号的编号格式为yy0m0n-xxx；

9.根据权利要求5中所述的复合探测人员定位系统使用方法，其特征在于：在步骤三中，人员身份信息识别比对的方法为：

10.根据权利要求5中所述的复合探测人员定位系统使用方法，其特征在于：在步骤四中，移动信号接收基站(6)采用匀速的运动方式在各固定信号接收基站(7)之间移动。

技术总结
本发明公开了复合探测人员定位系统及使用方法，设置于巷道中，包括便携式人员定位识别卡、矿灯电源、矿灯、安全帽、移动信号接收基站、固定信号接收基站、固定红外摄像头、数据线、固定信号接收基站布置点和移动信号接收基站布置点，固定信号接收基站布置点和移动信号接收基站布置点设置于巷道内，固定红外摄像头装配于巷道的顶壁，本发明提出了复合探测人员定位系统及使用方法，运用多种信号源及人脸识别技术，通过固定信号接收基站和移动信号接收基站精确标定人员位置和入井总人数，准确判断人员身份信息，及时反馈正常、可疑、非法闯入三种人员身份信息状态，实现精准识别人员信息，为煤矿的安全生产提供有力的监控工具。

技术研发人员：韩兵,曹垚林,李艳增,许幸福,范加锋,贾男,廖巍,陈曦涛,陈洋,郑忠宇,贾艳武,赵新,闫比男
受保护的技术使用者：中煤科工集团沈阳研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15