一种矿井人员唯一性识别系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种矿井人员唯一性识别系统及方法，该系统包括：定位卡、定位器、人脸识别装置、人员限入装置、限行闸门和自动报警装置。定位卡包括第一通信模块和惯导模块，惯导模块用于采集矿井人员的姿态数据，第一通信模块用于发送无线信息帧和姿态数据；定位器包括第二通信模块，第二通信模块用于发送无线接入帧，将有效定位卡的卡号发送至人脸识别服务器；人脸识别装置包括人脸识别服务器，人脸识别服务器设置有人证数据库，人证数据库用于存储参考人脸数据和人员编号。本发明专利技术通过将人脸识别结果、检卡结果与惯导测量结果结合，提升入井口唯一性检测的准确性和可靠性。结合人员定位数据和惯导姿态检测，判断井下是否存在一人多卡的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井人员唯一性识别系统及方法
本专利技术涉及矿井监控
，尤其涉及一种矿井人员唯一性识别系统及方法。
技术介绍
人员管理系统是煤矿安全避险六大系统之一，在煤矿的安全生产中发挥了重要作用。人员管理系统通过给每一个入井工作人员配备定位卡，对井下工作人员进行位置定位、出入井考勤管理。为保证人员管理系统的有效性，必须保证每一个入口人员携带且仅携带一张定位卡，即每个入井人员携带定位卡要具有“唯一性”。《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》(AQ6210-2007)要求，“各个人员出入井口应设置检测识别卡工作是否正常和唯一性检测的装置”。实际应用中，难以自动、有效地实现人员定位卡的唯一性识别和检测，一般需要结合一定的制度或人为管理措施加以辅助，难以避免代打卡、替班、漏卡、一人多卡等现象发生，给矿井的安全生产带来了一定的隐患。现有技术中，专利申请201710589974.1公开了一种基于RSSI检测的矿井唯一性识别装置与方法，定位设备的加权平均RSSI滤波值，并通过该加权平均滤波值判断位于金属门检测区域内的检测人员是否佩戴定位设备或者是否携带多个定位设备。RSSI即接收信号强度指示，极易受定位设备内置天线方向的影响，在人员运动时，RSSI容易发生剧烈波动和变化，因此难以对各定位卡进行有效区分，容易发生误判和漏判。此外，一些生物识别技术也被应用到矿井的唯一性识别上，如人脸识别、虹膜识别、声纹识别等。专利申请201711279864.1公开了一种基于虹膜识别和指纹识别的出入矿井唯一性检测设备，一定程度上缓解了单一生物识别技术识别率偏低的问题。生物识别技术能一定程度上解决代打卡、替卡等现象，但对一人多卡、漏卡等问题不能有效预防。如果发生误识别或漏识别，此时人员未带卡或携带多卡，势必对矿井的安全管理造成一定影响。虽然此种情况发生概率较低，但本着“安全无小事”的原则，应有相应的技术措施，保证在生物识别技术失效的情形下，避免工作人员进入矿井，或进入矿井后对一人多卡等现象加以自动甄别。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的一人多卡、漏卡问题，本专利技术提供一种矿井人员唯一性识别系统及方法，通过结合惯导模块采集的姿态数据、人脸识别服务器获取的人员编号和定位卡的卡号，对矿井人员的唯一性进行综合检测，从而解决代打卡、替卡、漏卡以及一人多卡等问题。一方面，本专利技术提供一种矿井人员唯一性识别系统，该系统包括：定位卡、定位器、人脸识别装置、人员限入装置、限行闸门和自动报警装置；所述定位卡包括第一通信模块和惯导模块，所述惯导模块用于采集矿井人员的姿态数据，所述第一通信模块用于发送无线信息帧和所述姿态数据，所述无线信息帧携带有定位卡的卡号和无线信号强度RSSI；所述定位器包括所述第二通信模块和天线，所述第二通信模块用于发送无线接入帧，接收定位卡发送的所述无线信息帧，以及将有效定位卡的卡号发送至人脸识别服务器，所述有效定位卡指无线信号强度RSSI大于预设强度阈值的定位卡；所述人脸识别装置包括摄像机和所述人脸识别服务器，所述摄像机用于采集矿井人员的实际人脸数据；所述人脸识别服务器设置有人证数据库和人脸识别软件；所述人证数据库用于存储参考人脸数据和与所述参考人脸数据对应的人员编号；所述人员限入装置用于限制每次仅通过一人，并用于触发所述人脸识别装置启动人脸识别，以及同时触发所述定位器启动定位卡识别。进一步地，所述定位卡还包括：定位模块，所述定位模块用于定位矿井人员的井下位置，所述定位模块的定位精度不大于10m。进一步地，所述天线为定向天线，所述定向天线的天线波束对准所述人员限入装置。进一步地，所述人员限入装置包括信号屏蔽模块，所述信号屏蔽模块用于屏蔽人员限入装置外部的定位卡。另一方面，本专利技术提供一种矿井人员唯一性识别方法，该方法包括：步骤1、当人员限入装置感应到有矿井人员进入时，触发人脸识别装置启动人脸识别，以及同时触发定位器启动定位卡识别；步骤2、人脸识别装置收到触发信号后，启动摄像机采集位于所述人员限入装置内矿井人员的人脸数据，并通过人脸识别服务器确定所述矿井人员的人员编号；步骤3、定位器收到触发信号后，通过第二通信模块发出无线接入帧，位于所述定位器无线覆盖范围内的定位卡收到所述无线接入帧后，通过惯导模块采集矿井人员的姿态数据，并通过第一通信模块向所述定位器回应无线信息帧和所述姿态数据，所述无线信息帧内携带有定位卡的卡号和无线信号强度RSSI；步骤4、所述定位器获取到多个定位卡的卡号和无线信号强度RSSI后，将多个定位卡的无线信号强度RSSI与预设阈值进行对比，并将无线信号强度RSSI大于预设阈值的定位卡记为有效定位卡，然后将所述有效定位卡的卡号发送至人脸识别服务器；步骤5、所述人脸识别服务器根据所述矿井人员的人员编号、所述姿态数据和所述有效定位卡的卡号得到矿井人员在入井口的唯一性识别结果。进一步地，所述步骤5具体包括：步骤51、若人证数据库中无所述人员编号，判定为异常闯入，则自动报警装置进行报警；步骤52、若有一个卡号和一个人员编号，且所述卡号和所述人员编号一一对应，判定为正常通行，则限行闸门放行；步骤53、若有至少两个卡号和一个人员编号，则对比与所述至少两个卡号对应的有效定位卡的姿态数据，根据对比结果得到矿井人员在入井口的唯一性识别结果；步骤54、若有至少两个人员编号，判定为多人进入人脸识别区，发出提示，退出后重新检测；步骤55、若有一个人员编号，但无与所述人员编号对应的识别卡号，判定为未带卡，则自动报警装置进行报警。进一步地，所述步骤53具体包括：根据不同有效定位卡在相同时间段内的姿态数据，计算各有效定位卡的姿态类型和姿态均值；若各有效定位卡的姿态类型一致，且姿态均值在[-thresh_poseout，thresh_poseout]内，判定为一人多卡，所述自动报警装置进行报警；若各有效定位卡的姿态类型不一致，或姿态均值不在[-thresh_poseout，thresh_poseout]内，判定为无效检测，发出提示，退出后重新检测，其中所述thresh_poseout为设置的第一姿态阈值。进一步地，该方法还包括：步骤6、人脸识别服务器分别统计不同定位卡在时间T内发送的姿态数据，以及各定位卡在所述时间T内的姿态类型和姿态均值；步骤7、若在所述时间T内，不同定位卡的姿态类型相同，且各自对应的姿态数据均位于[姿态均值-thresh_posein，姿态均值+thresh_posein]内，则所述人脸识别服务器认为所述不同定位卡的姿态为同一种姿态，其中所述thresh_posein为设置的第二姿态阈值；步骤8、人脸识别服务器分别统计不同定位卡在所述时间T内发送的井下位置数据，以及各定位卡在所述时间T内的平均位置数据；步骤9、若在所述时间T内，不同定位卡的位置数据均位于平均位置±thresh_xy范围内，则所述人脸识别服务器认为所述不同定位卡在同一个位置，其中所述thresh_xy为设置的位置阈值；步骤10、若所述不同定位卡的姿态为同一种姿态，且所述不同定位卡在同一个位置，则提示存在一人多卡风险，自动报警装置进行报警。进一步地，所述位置阈值thresh_xy大于定位卡的定位精度。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种矿井人员唯一性识别系统及方法，首先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井人员唯一性识别系统，包括：定位卡、定位器、人脸识别装置、人员限入装置、限行闸门和自动报警装置，其特征在于，所述定位卡包括第一通信模块和惯导模块，所述惯导模块用于采集矿井人员的姿态数据，所述第一通信模块用于发送无线信息帧和所述姿态数据，所述无线信息帧携带有定位卡的卡号和无线信号强度RSSI；所述定位器包括所述第二通信模块和天线，所述第二通信模块用于发送无线接入帧，接收定位卡发送的所述无线信息帧，以及将有效定位卡的卡号发送至人脸识别服务器，所述有效定位卡指无线信号强度RSSI大于预设强度阈值的定位卡；所述人脸识别装置包括摄像机和所述人脸识别服务器，所述摄像机用于采集矿井人员的实际人脸数据；所述人脸识别服务器设置有人证数据库和人脸识别软件；所述人证数据库用于存储参考人脸数据和与所述参考人脸数据对应的人员编号；所述人员限入装置用于限制每次仅通过一人，并用于触发所述人脸识别装置启动人脸识别，以及同时触发所述定位器启动定位卡识别。

【技术特征摘要】
1.一种矿井人员唯一性识别系统，包括：定位卡、定位器、人脸识别装置、人员限入装置、限行闸门和自动报警装置，其特征在于，所述定位卡包括第一通信模块和惯导模块，所述惯导模块用于采集矿井人员的姿态数据，所述第一通信模块用于发送无线信息帧和所述姿态数据，所述无线信息帧携带有定位卡的卡号和无线信号强度RSSI；所述定位器包括所述第二通信模块和天线，所述第二通信模块用于发送无线接入帧，接收定位卡发送的所述无线信息帧，以及将有效定位卡的卡号发送至人脸识别服务器，所述有效定位卡指无线信号强度RSSI大于预设强度阈值的定位卡；所述人脸识别装置包括摄像机和所述人脸识别服务器，所述摄像机用于采集矿井人员的实际人脸数据；所述人脸识别服务器设置有人证数据库和人脸识别软件；所述人证数据库用于存储参考人脸数据和与所述参考人脸数据对应的人员编号；所述人员限入装置用于限制每次仅通过一人，并用于触发所述人脸识别装置启动人脸识别，以及同时触发所述定位器启动定位卡识别。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位卡还包括：定位模块，所述定位模块用于定位矿井人员的井下位置，所述定位模块的定位精度不大于10m。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述天线为定向天线，所述定向天线的天线波束对准所述人员限入装置。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人员限入装置包括信号屏蔽模块，所述信号屏蔽模块用于屏蔽人员限入装置外部的定位卡。5.一种矿井人员唯一性识别方法，其特征在于，包括：步骤1、当人员限入装置感应到有矿井人员进入时，触发人脸识别装置启动人脸识别，以及同时触发定位器启动定位卡识别；步骤2、人脸识别装置收到触发信号后，启动摄像机采集位于所述人员限入装置内矿井人员的人脸数据，并通过人脸识别服务器确定所述矿井人员的人员编号；步骤3、定位器收到触发信号后，通过第二通信模块发出无线接入帧，位于所述定位器无线覆盖范围内的定位卡收到所述无线接入帧后，通过惯导模块采集矿井人员的姿态数据，并通过第一通信模块向所述定位器回应无线信息帧和所述姿态数据，所述无线信息帧内携带有定位卡的卡号和无线信号强度RSSI；步骤4、所述定位器获取到多个定位卡的卡号和无线信号强度RSSI后，将多个定位卡的无线信号强度RSSI与预设阈值进行对比，并将无线信号强度RSSI大于预设阈值的定位卡记为有效定位卡，然后将所述有效定位卡的卡号发送至人脸识别服务器；步骤5、所述人脸识别服务器根据所述矿井人员的人员编号、所述姿态数据和所述有效...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾伟，王巍，
申请(专利权)人：郑州芯力波通信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41