一种矿井定位方法与系统技术方案

本申请公开了一种矿井定位方法与系统，其中定位方法包括：在矿工所在位置处，检测位于矿工附近区域内的ibeacon发送的ID信号以及其强度，将检测的ID信号及其强度分别命为定位信号与定位信号强度；将定位信号及其对应的定位信号强度传送至定位服务端，使定位服务端根据定位信号、定位信号强度与预设的指纹识别数据库，确定矿工的位置。

A method and system for mine location

The invention discloses a mine positioning method and system, including the location method in miners at the location, located in the area near the detection of ID signal sent miners within the ibeacon and the ID signal strength, and strength detection are life for positioning signals and positioning signal strength; the positioning signal is transmitted to the positioning the server location signal and the location server according to the positioning signal, positioning signal with the preset fingerprint database, determine the location of the miners.

【技术实现步骤摘要】
一种矿井定位方法与系统
本申请涉及矿井设施
，尤其涉及一种矿井定位方法与系统。
技术介绍
由于矿井内存在电磁屏蔽问题，因此，地面的定位设备确定矿井内矿工的位置时，无法直接通过矿工的手持通讯设备对其进行定位。为了提高矿井内矿工的安全性，需要在矿井内配置特定的定位设备。目前，用于矿井内的定位设备包括RFID(RadioFrequencyIdentification，无线射频识别)门禁系统。RFID门禁系统确定矿工位置的过程包括：矿井内的RFID读卡分站探测、读取矿工标识卡内的矿工信息，并将读取的矿工信息发送至地面上的监控服务器；监控服务器根据RFID读卡分站发送的矿工信息确定矿工的位置。在实际定位过程中，沿矿井巷道的方向，每隔100米-200米安装一个RFID读卡分站。当矿工在矿井内运动时，其佩戴的矿工标识卡将被沿途布设的RFID读卡分站读到，并回传给监控服务器。但是，现今的RFID读卡分站的读取效范围较小，一般为10m，因此，当矿工运动至远离RFID读卡分站区域时，RFID读卡分站将无法读取矿工标识卡内的矿工信息，从而导致RFID门禁系统对矿工的监控过程是间断、非实时的。当矿工位于RFID读卡分站附近时，RFID读卡分站可读取到矿工信息，从而实现对矿工的准确定位。但是，当矿工位于两个RFID读卡分站之间的位置时，RFID读卡分站将无法读取到矿工信息，从而无法实现对矿工的精确定位。
技术实现思路
本申请提供了一种矿井定位方法与系统，以解决现有技术中无法实现对矿井内的矿工进行精确定位的问题。第一方面，本申请提供了一种矿井定位方法，所述方法包括：在矿工所在位置处，检测位于矿工附近区域内的ibeacon发送的ID信号以及其强度，将检测的所述ID信号及其强度分别命为定位信号与定位信号强度；将所述定位信号及其对应的定位信号强度传送至定位服务端，使所述定位服务端根据所述定位信号、定位信号强度与预设的指纹识别数据库，确定矿工的位置。优选地，预设指纹识别数据库的步骤包括，在每个巷区内选取数个采样点；在每个所述采样点处，检测位于该采样点附近区域内的ibeacon发送的ID信号以及其强度，将检测的ID信号及其强度分别命为采样信号与采样信号强度；利用在每个所述采样点检测的采样信号、采样信号强度以及该采样点的地理位置，建立指纹识别数据库。优选地，所述定位服务端根据所述定位信号、定位信号强度与预设的指纹识别数据库，确定矿工的位置，具体包括，所述定位服务端根据定位信号，确定矿工所在的巷区；将矿工所在巷区及相邻巷区内的采样点设为预备采样点；在指纹识别数据库中，获取所述预备采样点对应的采样信号、采样信号强度及地理位置；计算所述定位信号强度与所述采样信号强度的方差；选取最小方差对应的采样点的地理位置作为矿工定位位置。优选地，将所述定位信号及定位信号强度传送至地面的定位服务端，具体包括，采用wifi辅助传输设备，将在矿工所在位置处检测的所述定位信号及定位信号强度传送至地面的定位服务端。第二方面，本申请还提供了一种矿井定位系统，所述系统包括安置在矿井内的数个ibeacon、安置在矿工身上的信号检测矿工端、定位信号传输装置以及位于地面上的定位服务端，其中，所述信号检测矿工端用于检测矿工所在附近区域内的ibeacon发送的ID信号以及其强度，将检测的所述ID信号及其强度分别命为定位信号与定位信号强度；所述定位信号传输装置用于所述矿工信号检测端检测的定位信号及定位信号强度传送至定位服务端；所述定位服务端用于根据所述定位信号、定位信号强度与预设的指纹识别数据库，确定矿工的位置。优选地，所述系统还包括信号检测采样点端、采样信号传输装置以及数据库预设模块，其中，所述信号检测采样点端用于在采样点处检测该采样点附近区域内的ibeacon发送的ID信号及其强度，将检测的ID信号及其强度分别命为采样信号与采样信号强度；采样信号传输装置用于将所述采样信号与采样信号强度发送至所述数据库预设模块；所述数据库预设模块用于根据所有采样点对应的采样信号、采样信号强度及地理位置，建立指纹识别数据库。优选地，所述定位服务端具体包括，巷区确定模块、预备采样点获取模块、采样点信号获取模块、方差计算模块及矿工定位模块，其中，所述巷区确定模块用于根据检测的所述定位信号，确定定矿工所在的巷区以及相邻巷区；所述预备采样点获取模块用于将矿工所在巷区及相邻巷区内的采样点设为预备采样点；采样点信号获取模块用于在指纹识别数据库中，获取所述预备采样点对应的采样信号、采样信号强度及地理位置；所述方差计算模块用于计算所述信号检测矿工端检测的定位信号强度与所述采样点信号获取模块获取的采样信号强度的方差；所述矿工定位模块用于选取最小方差对应的采样点的地理位置作为矿工定位位置。优选地，所述定位信号传输装置具体包括wifi传输设备。由以上技术方案可见，本申请实施例提供的一种矿井定位方法与系统，用于对矿井内的矿工进行精确定位，从而提供矿井安全。其中该申请的矿井定位方法包括：在矿井内设置数个ibeacon，并在每对相邻ibeacon之间的区域内设置数个采样点；获取每个采样点的采样点信号及其强度，并利用所有采样点的采样点信号强度及其地理位置，建立指纹识别数据库；当矿工携带具有蓝牙功能的设备进行矿井内时，该设备将检测位于矿工的定位信号与定位信号强度，并将定位信号及其对应的定位信号强度传送至定位服务端；定位服务端将定位信号、定位信号强度与指纹识别数据库内的采样点信号、采样点信号强度进行比对，选择差距最小的采样点的地理位置作为矿工的位置。本申请中，相邻采样点的间距在1-3m范围内，因此检测的矿工的定位误差可保持1.25m以下，实现了对矿工的精确定位。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种巷区的结构示意图；图2为另一种巷区的结构示意图；图3为本申请矿井定位方法的流程图；图4为本申请预设指纹识别数据库的流程图；图5为本申请定位服务端计算矿工位置的流程图；图6为本申请矿井定位系统的一个实施例的结构示意图。具体实施方式本申请中，为了便于对矿井内的位置进行快速定位，将矿井巷道沿着巷道延伸的方向划分为数个巷区，对数个巷区进行编码，其中，Ni表示为第i个巷区。每个巷区的大小根据巷道的宽度进行设定，例如，矿井巷道的宽度范围为5-10m时，巷区设定为类正方形，即巷区的宽度与长度保持一致；矿井巷道的宽度范围为1-5m时，巷区设定为类长方形，巷区的宽度为矿井巷道宽度，巷区的长度为矿井巷道宽度的2-4倍。每个巷区设置数个ibeacon。ibeacon指的是使用BLE(Bluethooth，蓝牙低能耗)技术的装置，其工作方式是配备有BLE通信功能的设备使用BLE技术向周围发送自身特有的ID信号，接收设备(待测装置)接到该ID信号将采取预设的动作。在实际的应用中，可根据接收的ID信号的强度推算ibeacon信号源与接收设备的距离，具体包括：首先，获取ibeacon与接收设备之间相距1m时的参考接收信号强，记为参考强度；然后，接收设备利用接收的ID信号的强度与参考强度的比值，估本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井定位方法，其特征在于，所述方法包括：在矿工所在位置处，检测位于矿工附近区域内的ibeacon发送的ID信号以及其强度，将检测的所述ID信号及其强度分别命为定位信号与定位信号强度；将所述定位信号及其对应的定位信号强度传送至定位服务端，使所述定位服务端根据所述定位信号、定位信号强度与预设的指纹识别数据库，确定矿工的位置。

【技术特征摘要】
1.一种矿井定位方法，其特征在于，所述方法包括：在矿工所在位置处，检测位于矿工附近区域内的ibeacon发送的ID信号以及其强度，将检测的所述ID信号及其强度分别命为定位信号与定位信号强度；将所述定位信号及其对应的定位信号强度传送至定位服务端，使所述定位服务端根据所述定位信号、定位信号强度与预设的指纹识别数据库，确定矿工的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设指纹识别数据库的步骤包括，在每个巷区内选取数个采样点；在每个所述采样点处，检测位于该采样点附近区域内的ibeacon发送的ID信号以及其强度，将检测的ID信号及其强度分别命为采样信号与采样信号强度；利用在每个所述采样点检测的采样信号、采样信号强度以及该采样点的地理位置，建立指纹识别数据库。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定位服务端根据所述定位信号、定位信号强度与预设的指纹识别数据库，确定矿工的位置，具体包括，所述定位服务端根据定位信号，确定矿工所在的巷区；将矿工所在巷区及相邻巷区内的采样点设为预备采样点；在指纹识别数据库中，获取所述预备采样点对应的采样信号、采样信号强度及地理位置；计算所述定位信号强度与所述采样信号强度的方差；选取最小方差对应的采样点的地理位置作为矿工定位位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述定位信号及定位信号强度传送至地面的定位服务端，具体包括，采用wifi辅助传输设备，将在矿工所在位置处检测的所述定位信号及定位信号强度传送至地面的定位服务端。5.一种矿井定位系统，其特征在于，所述系统包括安置在矿井内的数个ibeacon、安置在矿工身上的信号检测矿工端、定位信号传输装置以及位于地面上的定位服务端，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢青松，王彬，王艺浓，金靖云，桂存，
申请(专利权)人：山东工商学院，
类型：发明
国别省市：山东,37