一种面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法技术

本发明专利技术公开了一种面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，通过智能探测机器人搭载一个定向发射天线和一对左右并排设置的接收天线、并在煤矿井下巷道内沿其长度走向方向按照设定间隔距离安装朝向同一方向的定向发射天线以及在煤矿井下巷道的巷壁上的最佳反射安装位置安装反射板，利用周期性工作的发射天线和接收天线进行探测，能够在灾害发生后根据被困人员的手势信号的振幅变化方向和信号源位置判断人员所在的具体位置，并结合平滑MUSIC算法和ISAR算法精确分离和分析反射信号，进而确定环境中的人员数量和相对位置，能够在复杂的煤矿井下巷道环境下保证信号的有效传输和检测，特别适用于灾后煤矿井下环境中寻找被困人员的救援探测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种长距离无线感知方法，具体是一种能够在复杂的煤矿井下环境中实现远距离人员定位和人数检测的面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，属于煤矿安全生产。

技术介绍

1、煤炭作为我国的战略核心能源，长期以来为经济的稳定高速增长提供了坚实的后盾。然而煤炭的开采过程存在复杂的井下开采环境和繁复的开采流程，一方面，煤矿井下环境复杂多变，长期处于高温、高湿、粉尘和瓦斯等恶劣条件下，且巷道结构复杂，存在诸多安全隐患，另一方面，在煤炭开采强度不断提高和开采深度不断延伸的背景下，伴随着煤炭开采过程中各种不确定因素，导致煤矿灾害事故的风险逐渐上升。在灾后煤矿井下环境的应急救援中，传统的人员探测方法多依赖接触式传感器或视频监控系统，这些方法存在以下几个主要问题：接触式传感器需要在井下广泛布置，安装和维护工作量大，并且传感器容易受到湿度、粉尘等环境因素的影响，导致探测精度下降，其探测范围也有限，只能在传感器布置点附近进行有效探测，难以实现远距离探测；视频监控系统则因需要大量摄像头和视频传输设备，初始投入和维护成本高，且视频信号容易受到井下光线、粉尘等因素的干扰，导致图本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，其特征在于，所使用的非接触式超前探测系统包括智能探测机器人、接收天线、发射天线和反射板，一对接收天线左右并排安装在智能探测机器人上，发射天线是定向发射天线、且发射天线设置为多个，每个发射天线配备一个LoRa节点，一个发射天线安装在智能探测机器人上，其余的发射天线安装在煤矿井下巷道内，金属材质薄片结构的反射板安装在煤矿井下巷道的巷壁上，可自主移动的智能探测机器人包括信号处理模块、且信号处理模块分别与智能探测机器人上的一对接收天线和一个发射天线电连接；

2.根据权利要求1所述的面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，其特征在于，St...

【技术特征摘要】

1.一种面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，其特征在于，所使用的非接触式超前探测系统包括智能探测机器人、接收天线、发射天线和反射板，一对接收天线左右并排安装在智能探测机器人上，发射天线是定向发射天线、且发射天线设置为多个，每个发射天线配备一个lora节点，一个发射天线安装在智能探测机器人上，其余的发射天线安装在煤矿井下巷道内，金属材质薄片结构的反射板安装在煤矿井下巷道的巷壁上，可自主移动的智能探测机器人包括信号处理模块、且信号处理模块分别与智能探测机器人上的一对接收天线和一个发射天线电连接；

2.根据权利要求1所述的面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，其特征在于，step2-1中，信号处理模块判断被困人员相对于智能探测机器人位于路口的哪一侧时，手势信号的振幅波动方向向上表示被困人员位于路口的右侧拐角，手势信号的振幅波动方向向下表示被困人员位于路口的左侧拐角，若同时存在向上和向下的振幅波动方向，则表示路口的左右两侧拐角均存在被困人员。

3.根据权利要求1所述的面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，其特征在于，step2-1中，信号处理模块对手势信号的振幅走向进行判断时，利用奇异谱分析方法、多尺度滑动窗口波动检测方法和平均梯度判断法进行判断；

4.根据权利要求1所述的面向煤矿非结构环境的长距离无线感知方法，其特征在于，step2-2中，通过消除接收信号中...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹雨晴，刘晨曦，鲍衷旭，曲慧琳，杨磊，杨旭，牛强，陈朋朋，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：