[发明专利]基于可见光相机通信的矿井人员监控系统及其监控方法

说明书

技术领域

本发明属于可见光相机通信和矿井人员定位技术领域，更具体地说是涉及一种基于可见光相机通信的矿井人员监控系统及其监控方法。

背景技术

随着经济的高速发展，人们对能源的需求持续剧增。由于矿井作业环境的特殊复杂性，矿难事故频繁发生，导致其安全生产备受关注。针对井下人员设备管理难，矿难事故发生时，由于缺乏井下被困人员的可靠信息，使得救援效率不理想等问题，亟需设计出一个矿井人员的监控方案，能够及时掌握井下作业人员的活动情况，方便对井下人员和设备进行合理调度，为灾后人员搜救工作提供有力依据具有一定的现实意义。

现有技术中传统的井下照明设备白炽灯、荧光灯、高压钠灯等由于功率问题容易产生电火花，容易引起瓦斯爆炸和燃烧。而白光LED具有的最突出优点就是低功耗，此特点可以有效地减少电火花。基于可见光通信的室内定位技术使用LED作为光源，可以在使用LED照明的同时兼顾室内定位服务。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种基于可见光相机通信的矿井人员监控系统及其监控方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于可见光相机通信的矿井人员监控系统，该监控系统包括井上部分和井下部分，井下部分包括信息发送模块、信息接收模块和通信模块，井上部分包括监控平台，井下部分的信息发送模块和通信模块均与信息接收模块连接，井上部分的监控平台通过通信模块与井下部分通信连接；井下部分的信息发送模块为矿工的LED头灯，信息接收模块为布置在井下的防爆CMOS摄像头。通信模块使用光纤通信，通信模块将信息图片与接收该图片的信息接收模块信息一并传输给井上监控平台。

一种基于可见光相机通信的矿井人员监控系统的监控方法，该监控方法具体包括如下步骤：矿工平常工作时，矿工向井上监控平台发送身份警报信息，紧急情况下，矿工向井上监控平台发送身份信息和警报信息，矿工的LED头灯通过控制器调制LED头灯使信息发送模块循环发送携带有矿工身份信息与警报信息的光信号；防爆CMOS摄像头接收矿工LED头灯发送的光信号形成的信息图片，防爆CMOS摄像头与通信模块相连接，防爆CMOS摄像头将接收到的信息图片通过通信模块发送至井上的监控平台；井上监控平台存储有井下电子地图，电子地图中存储有信息接收模块的位置信息，井上监控平台接收通信模块传输的信息图片，通过图像处理与解码获取信息图片中的信息，包括矿工身份信息与警报信息；井上监控平台根据与信息图片一并传输的信息接收模块信息得到信息接收模块的位置信息，该位置信息近似作为信息图片对应的矿工位置信息，当该矿工移动到下一个信息接收模块附近时，井上监控平台获取该矿工新的位置信息并实时更新，从而得到矿工运行轨迹并存储，井上监控平台根据信息图片发送的警报信息对矿工及时进行搜救。

本发明的有益效果是：本发明能够为井上监控平台提供实时的井下人员位置，以便监控平台能随时掌控井下人员的具体分布情况，并对其进行管理调度、安全监控和及时搜救。本发明还具有如下优点：

（1）本发明成本低廉，矿工LED头灯兼具照明的同时可以发送位置信息与警报信息，同时可基于可见光相机通信实现定位功能，使用LED头灯进行照明安全高效，绿色环保，节约经济成本。

（2）本发明定位精度高，不受电磁和射频的辐射干扰，基于可见光相机通信的室内定位技术基于成像定位技术，可使用图像处理技术去除干扰，识别出有用信息，抗干扰能力强，定位精度可达1米以内；基于可见光相机通信的室内定位技术与现有的室内定位技术相比具有额外成本低、不受电磁干扰、不产生射频辐射干扰以及定位精度高等优点。

（3）在矿井下时，本发明使用光纤通信系统传输信息，光纤通信信号传输时使用的是光信号，光纤通信系统具有频带宽、损耗小、传输量大、受电磁干扰影响小等优点，并且在相当长的距离内传输信息无需中继，设备简单，所以使用光纤通信系统传输信息有效的抵制了电磁干扰和瓦斯爆炸等问题，因此在矿井信号传输时使用光纤通信对煤矿的安全生产具有重要意义。

（4）本发明将井下人员的位置信息实时发送给井上监控平台，井上监控平台存储并显示了运行轨迹，既可对井下人员进行管理调度，当发生矿难事故时，也可以根据井下人员发送的警报信息或历史运行轨迹准确找出被困人员的所在位置，迅速采取救援措施，缩短人员的搜救时间，从而有效提高救援工作的效率。

附图说明

图1是本发明基于可见光相机通信的矿井人员监控系统的模块示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。