【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及井下人员定位，尤其涉及一种井下人员乘车定位识别系统及其方法。
技术介绍
1、超宽带(ultra wide band，uwb)无线定位技术具有功耗低、抗多径效应好、定位精度高和系统复杂度低等优点，被广泛应用于井下人员精确定位系统。大多采用下井人员全程佩戴定位卡或信息矿灯作为标签、巷道内安装定位分站作为锚节点的布局模式，无遮挡情况下可实现厘米级的高精度定位。而uwb定位精度最容易受到复杂环境下多径效应影响，当目标节点与参考基站之间的直射路径被障碍物(墙体、金属、人体等)遮挡后，发射点和接收点之间就不存在直达路径，无线电信号只能经过反射或折射后才能抵达接收端，造成非视距传播(nlos)，当非视距信号到达接收端时，此时第一个到达脉冲并不是直线传输到达的信号分量，使得测距结果存在误差。当井下人员乘车时，由于矿用车辆的大范围金属遮挡和车厢内人员密集等多种因素造成uwb定位非视距传播，导致井下人员乘车时定位距离短，定位精度低，轨迹不连续等问题，难以实现井下人员乘车时的实时精确定位。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有井下人员乘车时无法实时定位的技术问题，本专利技术提供一种井下人员乘车定位识别系统，结构简单，能够实现井下人员乘车时的精确定位。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种井下人员乘车定位识别系统，包括：移动目标、定位分站、井下环网和井上监控中心。
3、所述移动目标包括：
4、井下车辆，所述井下车辆设
5、井下人员，所述井下人员携带有标识卡，所述定位分站和所述读卡器均与所述标识卡信号连接，通过所述定位分站与所述读卡器确定第三定位信息，通过所述标识卡与所述读卡器确定所述第二定位信息，所述定位卡还通过所述读卡器将所述速度信息传输至所述标识卡，所述标识卡基于所述速度信息和所述第二定位信息识别井下人员是否乘车，得到乘车信号，所述标识卡基于所述乘车信号记录所述第二定位信息，通过所述标识卡与所述定位分站确定第三定位信息，所述标识卡用于携带人员信息、井下人员乘车识别以及记录第二定位信息和第三定位信息；
6、所述井上监控中心通过所述井下环网和所述定位分站接收和处理所述第一定位信息、所述第二定位信息、所述第三定位信息以及所述乘车信号，以获取井下人员位置信息与井下车辆位置信息。
7、进一步，具体地，所述标识卡还包括第一六轴传感器，用于采集所述井下人员的位移信息，在所述标识卡基于所述速度信息和所述第二定位信息识别是否乘车前，通过所述位移信息监测所述井下人员行走步数是否有连续变化。
8、进一步，具体地，所述定位卡包括第二六轴传感器和微控制器，所述第二六轴传感器用于采集所述井下车辆的加速度信息，所述微控制器用于接收并处理所述加速度信息，结合所述第一定位信息，得到所述速度信息。
9、进一步，具体地，所述定位卡与所述定位分站、所述标识卡与所述读卡器以及所述标识卡与所述定位分站之间的距离均通过双边双向方式进行测距，得到所述第一定位信息、第二定位信息和所述第三定位信息。
10、进一步，具体地，所述定位卡和所述标识卡与所述定位分站之间、所述标识卡与所述读卡器之间分别通过uwb信号连接。
11、进一步，具体地，所述定位卡和所述读卡器通过can信号连接。
12、一种井下人员乘车定位识别系统，所述方法采用如上所述的井下人员乘车定位识别系统，所述方法包括：
13、a，通过标识卡采集井下人员的位移信息；
14、b，通过所述标识卡和定位分站确定第三定位信息，并通过所述井下环网发送至所述井上监控中心；
15、c，通过所述标识卡和读卡器确定第二定位信息；
16、d，通过定位卡采集车辆的速度信息，并通过读卡器发送至所述标识卡，用以识别井下人员是否乘车，基于所述乘车信号判断是否将所述第二定位信息通过所述井下环网发送至所述井上监控中心；
17、e，通过定位卡和所述定位分站确定第一定位信息，并通过所述井下环网发送至所述井上监控中心；
18、f，所述井上监控中心接收和处理所述第一定位信息、所述第二定位信息、所述第三定位信息以及所述乘车信号，以获取井下人员位置信息与井下车辆位置信息。
19、进一步，具体地，在步骤d中识别井下人员是否乘车具体包括以下步骤：
20、监测位移信息；
21、比较速度信息与速度阈值；
22、将所述第二定位信息与距离阈值d比较；
23、若所述位移信息无连续变化、速度信息大于速度阈值、且所述第二定位信息小于距离阈值d且时，所述标识卡在井下车辆上，对应的井下人员处于乘车状态，所述井上监控中心基于所述乘车信号更新井下人员的位置信息，更新的井下人员的位置信息为当前所述车辆位置信息；
24、若所述位移信息连续变化、所述标识卡与所述读卡器之间无法信号连接、或所述第二定位信息大于距离阈值d时，所述标识卡在井下车辆外，对应的井下人员退出乘车状态，所述井上监控中心基于第三定位信息更新井下人员的位置信息。
25、进一步，具体地，当井下人员在井下车辆外时，所述位移信息和所述第三定位信息经所述定位分站接力传输，最后经所述井下环网传至所述井上监控中心；
26、当井下人员在井下车辆上时，第二定位信息先发送至所述读卡器，经所述定位卡和所述定位分站的接力传输，最后经所述井下环网传至所述井上监控中心。
27、进一步，具体地，基于三边测量原理计算所述井下人员的位置信息和所述井下车辆的位置信息。
28、本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种井下人员乘车定位识别系统，结构简单，不受车辆移动速度、电磁屏蔽等原因影响，对井下人员定位实时性、连续性和可靠性高；可有效区分车辆内乘人与巷道内行人，不仅对井下人员乘车时的高精度定位，同时还实现对井下车辆以及井下人员未乘车时的定位识别，定位精度高、可扩展性强，提高井下人车运行安全。
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1.一种井下人员乘车定位识别系统，其特征在于，包括：移动目标(1)、定位分站(2)、井下环网(3)和井上监控中心(4)；
2.如权利要求1所述的井下人员乘车定位识别系统，其特征在于，所述标识卡(13)包括第一六轴传感器(131)，用于采集所述井下人员的位移信息，在所述标识卡(13)基于所述速度信息和所述第二定位信息识别是否乘车前，通过所述位移信息监测所述井下人员行走步数是否有连续变化。
3.如权利要求1所述的井下人员乘车定位识别系统，其特征在于，所述定位卡(11)包括第二六轴传感器(111)和微控制器(112)，所述第二六轴传感器(111)用于采集所述井下车辆的加速度信息，所述微控制器(112)用于接收并处理所述加速度信息，结合所述第一定位信息，得到所述速度信息。
4.如权利要求1所述的井下人员乘车定位识别系统，其特征在于，所述定位卡(11)与所述定位分站(2)、所述标识卡(13)与所述读卡器(12)以及所述标识卡(13)与所述定位分站(2)之间的距离均通过双边双向方式进行测距，得到所述第一定位信息、第二定位信息和所述第三定位信息。
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