一种煤矿井下区域定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤矿井下区域定位方法，涉及矿井安全设备技术领域，包括以下步骤：S1：将煤矿井下的空间划分成若干个区域；S2：每个区域内布设区域定位装置；S3：区域定位装置获取所在区域内边界及内部结构物的位置和结构参数，建立三维空间模型；S4：对若干个三维空间模型进行组合拼接，得到煤矿井下整体的三维空间模型；S5：井下人员进入任一区域时佩戴的感应元件进入对应区域定位装置的感应区域内，确认所处位置。本发明专利技术获取到煤矿井下实际的三维空间模型，更为直观地展示井下工作人员的所处位置以及移动路径，另外，当煤矿井下出现部分坍塌或陷落时，可直观地展示出具体坍塌位置以及坍塌情况，便于确认离井路线和救援路线。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下区域定位方法及装置
本专利技术涉及矿井安全设备
，特别是涉及一种煤矿井下区域定位方法及装置。
技术介绍
由于长期以来煤炭企业，特别是小型煤矿企业的安全投入明显不足，安全装备缺乏，安全管理手段落后，导致煤矿开采事故日益增多。因此，如果保证煤矿的安全生产已成为煤炭行业的重要问题。煤矿安全最重要的就是保证矿工的生命安全，其中，对于矿工在煤矿井下的具体位置进行准确监测是保证矿工安全的基本前提。现有的矿井人员定位跟踪系统主要是以标识卡为数据采集单位，完成对矿井人员位置信息的采集等。但是，由于煤矿井下的情况较为复杂，当煤矿井下某处发生坍塌或陷落时，无法及时获取煤矿井下的具体情况，易导致矿井人员被困，且难以组织救援。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种煤矿井下区域定位方法及装置。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种煤矿井下区域定位方法，包括以下步骤：S1：将煤矿井下的空间依次均匀划分成若干个区域；S2：在煤矿井下每个区域内布设区域定位装置，并对区域定位装置进行标序；S3：每个区域定位装置周期性地获取煤矿井下所在区域内边界及内部结构物的位置和结构参数，并建立对应区域的三维空间模型；S4：根据区域定位装置的编号顺序对若干个区域的三维空间模型依次进行组合拼接，得到煤矿井下整体的三维空间模型；S5：井下人员进入任一区域时，其佩戴的感应元件进入对应区域定位装置的感应区域内，确认井下人员的所处位置。上述技术方案通过固定设置在煤矿井下的若干个区域定位装置周期性地对煤矿井下的区域进行扫描，获取到煤矿井下实际的三维空间模型，从而更为直观地展示井下工作人员的所处位置以及移动路径，另外，当煤矿井下出现部分坍塌或陷落时，通过实时扫描获取的三维空间模型可直观地展示出具体坍塌位置以及坍塌情况，从而便于确认离井路线和救援路线，提高了井下工作人员的安全性。作为本专利技术所述煤矿井下区域定位方法的一种优选方案，其中：步骤S2中，所述区域定位装置通过激光扫描模块对所在区域的边界以及内部结构物进行扫描获取。作为本专利技术所述煤矿井下区域定位方法的一种优选方案，其中：步骤S1中，相邻两个区域定位装置的扫描区域存在重叠部分。上述技术方案通过设置重叠的扫描区域，不仅有效避免了区域定位装置存在扫描盲区的情况，保证三维空间模型的完整性，而且相邻两个区域的三维空间模块可通过重叠部分确定对接部，便于整体三维空间模型的组合拼接。本专利技术还公开了一种煤矿井下区域定位装置，包括主控模块、数据采集模块、激光扫描模块、无线通讯模块、RFID模块以及电源模块，所述数据采集模块用于采集所在区域内的环境参数，并传输至所述主控模块，所述激光扫描模块用于扫描所在区域边界以及所在区域内结构物的位置数据，并传输至所述主控模块，所述RFID模块用于在任一RFID电子标签进入感应区域内时获取所述RFID电子标签的信息，并传输至所述主控模块，所述主控模块用于接收所述激光扫描模块传输的数据，并根据数据建立所在区域的三维模型，并通过所述无线通讯模块将所述三维模型数据上传至上位机，所述主控模块还用于接收所述数据采集模块以及所述RFID模块传输的数据，并通过所述无线通讯模块上传至上位机。作为本专利技术所述煤矿井下区域定位装置的一种优选方案，其中：还包括用于表明所述煤矿井下区域定位装置对应编号的特性信息模块，所述特性信息模块与所述主控模块连接。上述技术方案通过在每个区域定位装置内设置特性信息模块，通过特性信息模块可识别区域定位装置的对应编号信息，并根据区域定位装置的布设位置，确定该点的位置信息。作为本专利技术所述煤矿井下区域定位装置的一种优选方案，其中：所述特性信息模块为具有唯一特性编号的ID芯片。作为本专利技术所述煤矿井下区域定位装置的一种优选方案，其中：所述数据采集模块用于采集所在区域内气压、氧气含量以及有害气体含量。作为本专利技术所述煤矿井下区域定位装置的一种优选方案，其中：所述有害气体包括一氧化碳、硫化氢和二氧化硫。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过区域定位装置周期性地对煤矿井下的区域进行扫描，获取到煤矿井下实际的三维空间模型，更为直观地展示井下工作人员的所处位置以及移动路径，另外，当煤矿井下出现部分坍塌或陷落时，通过实时扫描获取的三维空间模型可直观地展示出具体坍塌位置以及坍塌情况，便于确认离井路线和救援路线，提高了井下工作人员的安全性。（2）本专利技术相邻两个区域定位装置的扫描区域存在重叠部分，可有效避免相邻两个区域定位装置之间存在一定的扫描盲区，同时，由于扫描区域存在一定的重叠部分，因此相邻两个三维空间模型在组合拼接时可通过将相同结构部分重叠对接，即可确定对接方向和对接间隙，便于整体三维空间模型的组合拼接。（3）本专利技术中区域定位装置周期性地采集数据并上传，在完成一次数据采集以及传输后会立即进入低功耗的休眠状态，有效节约能源，延长了其运行时间。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术提供的煤矿井下区域定位方法的步骤示意图；图2为本专利技术提供的煤矿井下区域定位装置的系统框架图。具体实施方式为使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本专利技术作出进一步详细的说明。本实施例提供了一种煤矿井下区域定位方法，包括以下步骤：S1：将煤矿井下的空间依次均匀划分为若干个连续的区域；S2：在煤矿井下每个划分的区域内布设一个区域定位装置，并对区域定位装置进行编号标序；S3：每个区域定位装置周期性地获取煤矿井下所在区域内边界及内部结构物的位置和结构参数，并建立对应区域的三维空间模型；S4：根据区域定位装置的编号顺序对若干个区域的三维空间模型依次进行组合拼接，得到煤矿井下整体的三维空间模型；S5：井下人员进入任一区域时，其佩戴的感应元件进入对应区域定位装置的感应区域内，确认井下人员的所处位置。每个区域定位装置对所在区域的边界和内部结构进行扫描后建立对应区域的三维空间模型，然后将若干个三维空间模依次拼接组合后形成煤矿井下整体的三维空间模型。当井下人员进入某一区域时，对应区域内的区域定位装置可获取井下人员的位置信息，从而将井下人员的位置具体地反应在煤矿井下的三维空间模型中，且可明确获取井下工作人员的工作路径，从而便于对井下工作人员进行管理。另外，当煤矿井下出现部分坍塌或陷落时，通过实时扫描获取的三维空间模型可直观地展示出具体坍塌位置以及坍塌情况，从而便于确定井下工作人员的离井路线和救援路线以及具体防护补救措施，提高了井下工作人员的安全性。需要说明的是，每个区域定位装置内均设置有激光扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下区域定位方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：将煤矿井下的空间依次均匀划分成若干个区域；/nS2：在煤矿井下每个区域内布设区域定位装置，并对区域定位装置进行标序；/nS3：每个区域定位装置周期性地获取煤矿井下所在区域内边界及内部结构物的位置和结构参数，并建立对应区域的三维空间模型；/nS4：根据区域标号对若干个区域的三维空间模型依次进行组合拼接，得到煤矿井下整体的三维空间模型；/nS5：井下人员进入任一区域时，其佩戴的感应元件进入对应区域定位装置的感应区域内，确认井下人员的所处位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下区域定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将煤矿井下的空间依次均匀划分成若干个区域；
S2：在煤矿井下每个区域内布设区域定位装置，并对区域定位装置进行标序；
S3：每个区域定位装置周期性地获取煤矿井下所在区域内边界及内部结构物的位置和结构参数，并建立对应区域的三维空间模型；
S4：根据区域标号对若干个区域的三维空间模型依次进行组合拼接，得到煤矿井下整体的三维空间模型；
S5：井下人员进入任一区域时，其佩戴的感应元件进入对应区域定位装置的感应区域内，确认井下人员的所处位置。


2.根据权利要求1所述的煤矿井下区域定位方法，其特征在于：步骤S3中，所述区域定位装置通过激光扫描模块对所在区域的边界以及内部结构物进行扫描获取。


3.根据权利要求2所述的煤矿井下区域定位方法，其特征在于：相邻两个所述区域定位装置的扫描区域存在重叠部分。


4.一种基于权利要求1-3任一项所述的煤矿井下区域定位装置，其特征在于：包括主控模块、数据采集模块、激光扫描模块、无线通讯模块、RFID模块以及电源模块，
所述数据采集模块用于采集所在区域内的环境参数，并传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁臣，
申请(专利权)人：扬中市南方矿用电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32