脚端智能穿戴设备及矿井下面积测量、开采越界判别方法技术

本发明专利技术公开了一种脚端智能穿戴设备及矿井下面积测量、开采越界判别方法，包括足部定位终端、手持无线通信设备，足部定位终端包括惯性测量单元IMU、无线数传模块以及蓄电池，惯性测量单元IMU包括加速度传感器、陀螺传感器，蓄电池为加速度传感器、陀螺传感器、无线数传模块供能，加速度传感器用于采集位移和高度数据，陀螺传感器用于采集方向和姿态数据，无线数传模块用于以无线通信方式与手持无线通信设备相连接；手持无线通信设备用于导入并显示矿图，接收足部定位终端采集的定位数据。测量人员或执法人员佩戴智能穿戴设备，可以对矿房面积进行快速测量，可以快速判断所在位置是否超出规定的开采边界范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间测量，具体为一种脚端智能穿戴设备及矿井下面积测量、开采越界判别方法。

技术介绍

1、对于井下开采的矿山，矿山企业需经常测量矿房或采空区的面积和体积，以核准工作量、储量变动情况。目前，主要采用罗盘和皮尺测量，记录数值。回到井上之后，手动录入数据形成测量结果，一个矿房或采空区需要2个工作人员，耗费1天时间,测量效率较低。而且常规测量方法需要在井下做大量的控制测量工作，且在井下测定采空区、井巷等特征地物时，由于测量环境的限制，测量速度更慢、耗费人力更多。

2、目前，矿山井下采矿权的检查主要依靠全站仪测量等常规测量方法，测量采矿权的巷道、采空区等采掘工程，然后在井上与采矿权边界套合，检查有无越界、越层开采行为。常规测量方法需要在井下做大量的控制测量工作，且在井下测定采空区、井巷等特征地物时，由于测量环境的限制，速度更慢、耗费人力更多。经调查，完成一个中型井下开采矿山的检查测量，需要3个工作人员，耗费3～5天时间。

3、针对矿山井下空间测量中出现的以上技术问题，需要综合考虑如何提高测量精度和效率，同时降低人工量，是目前亟需解本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种脚端智能穿戴设备，其特征在于，包括足部定位终端、手持无线通信设备，足部定位终端包括惯性测量单元IMU、无线数传模块以及蓄电池，惯性测量单元IMU包括加速度传感器、陀螺传感器，蓄电池为加速度传感器、陀螺传感器、无线数传模块供能，加速度传感器用于采集位移和高度数据，陀螺传感器用于采集方向和姿态数据，无线数传模块用于以无线通信方式与手持无线通信设备相连接；所述手持无线通信设备用于导入并显示矿图，接收并处理足部定位终端采集的定位数据。

2.根据权利要求1所述的脚端智能穿戴设备，其特征在于，所述手持无线通信设备包括手持智能终端和双向激光测距模块，双向激光测距模块用于实时测出测量...

【技术特征摘要】

1.一种脚端智能穿戴设备，其特征在于，包括足部定位终端、手持无线通信设备，足部定位终端包括惯性测量单元imu、无线数传模块以及蓄电池，惯性测量单元imu包括加速度传感器、陀螺传感器，蓄电池为加速度传感器、陀螺传感器、无线数传模块供能，加速度传感器用于采集位移和高度数据，陀螺传感器用于采集方向和姿态数据，无线数传模块用于以无线通信方式与手持无线通信设备相连接；所述手持无线通信设备用于导入并显示矿图，接收并处理足部定位终端采集的定位数据。

2.根据权利要求1所述的脚端智能穿戴设备，其特征在于，所述手持无线通信设备包括手持智能终端和双向激光测距模块，双向激光测距模块用于实时测出测量人员与矿房或巷道截面的侧向距离以及测量人员与其顶方的距离，所述惯性测量单元i mu、双向激光测距模块均通过蓝牙向手持智能终端传输实时采集的定位数据，手持智能终端根据初始坐标并通过ekf定位算法计算得到当前坐标，以完成面积测量工作或判断所在位置是否超出规定边界。

3.根据权利要求1所述的一种脚端智能穿戴设备，其特征在于，所述手持无线通信设备还支持接入其他传感器数据，以及导出测量结果和联网上传功能。

4.根据权利要求2所述的一种脚端智能穿戴设备，其特征在于，所述ekf定位算法的计算流程为：在测量人员在正常行走过程中，t0表示脚跟着地的时刻，tk表示脚尖离地的时刻，定义从脚跟着地到脚尖离地的静止时间段为tk-t0，则在静止时间段tk-t0内人脚部速度vk→0，角速度wk→0，由于所述惯性测量单元imu存在漂移现象，则在静止时间段tk-t0内其输出的人脚部速度和角速度均不为0，则得静止时间段tk-...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚银，张平杰，向萌，杨朋，周舟，武磊，李文胜，
申请(专利权)人：湖北省地质局第七地质大队，
类型：发明
国别省市：