[发明专利]一种矿井人员定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种矿井人员定位系统，包括设于矿井中的液压支架；其特征在于，包括

标识卡，用于定位井下人员；所述标识卡包括标识卡控制器、低频唤醒模块以及标识卡UWB通信模块；所述标识卡控制器用于控制切换标识卡的定位方式；所述UWB通信模块用于收发UWB数据及提供测距所用时间戳；

UWB定位基站，用于定位标识卡相对于该UWB定位基站的距离和方位；其布设于巷道和综采工作面中；

UWB信标，设于综采工作面每架液压支架中间，并发射低频载波信号；所述低频载波信号携带有所述UWB信标所对应的液压支架的编号；所述低频载波信号是频率为125kHz的LF低频载波；

其中，所述标识卡处于低频信号范围内时，所述标识卡的低频唤醒模块用于接收所述UWB信标所发射的低频载波信号，并定位自身所处的液压支架编号；所述UWB定位基站用于获取所述标识卡所对应的液压支架编号，并根据所述标识卡所对应的液压支架编号、液压支架的宽度以及自身所处液压支架编号定位所述标识卡相对于该UWB定位基站的距离和方位。

2.根据权利要求1所述的一种矿井人员定位系统，其特征在于，所述液压支架设有液压支架控制器；所述UWB信标通信连接于液压支架控制器；所述液压支架控制器用于控制液压支架的闭锁。

3.根据权利要求1所述的一种矿井人员定位系统，其特征在于，所述标识卡的定位方式包括方式一与方式二；

所述方式一是指，所述标识卡位于低频信号范围外时，所述标识卡与所述UWB定位基站按设定测距周期进行双向测距；

所述方式二是指，所述标识卡位于低频信号范围内时，所述标识卡用于接收所述UWB信标所发射的低频载波信号，并定位自身所处的液压支架编号；所述UWB定位基站用于获取所述标识卡所对应的液压支架编号，并根据所述标识卡所对应的液压支架编号、液压支架的宽度以及自身所处液压支架编号定位所述标识卡相对于该UWB定位基站的距离和方位。

4.根据权利要求3所述的一种矿井人员定位系统，其特征在于，所述标识卡采用所述方式一定位时，所述低频唤醒模块始终处于休眠状态；所述标识卡采用所述方式二定位时，所述低频唤醒模块会被周期性唤醒。

5.根据权利要求1所述的一种矿井人员定位系统，其特征在于，所述UWB信标之间采用UWB信号进行时钟同步。

6.一种矿井人员定位方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一所述的一种矿井人员定位系统实现；包括：

任意相邻三个UWB信标均在不同时刻发射低频载波信号；

当所述标识卡位于任意一UWB信标所发射的低频载波信号范围内时，所述标识卡接收该UWB信标所发射的低频载波信号，并定位自身所处的液压支架编号；所述UWB定位基站用于获取所述标识卡所对应的液压支架编号，并根据所述标识卡所对应的液压支架编号、液压支架的宽度以及自身所处液压支架编号定位所述标识卡相对于该UWB定位基站的距离和方位；该UWB信标接收所述标识卡的反馈的UWB信息后，信号传递于所述液压支架控制器，以控制液压支架的闭锁；

当所述标识卡位于所述UWB信标所发射的低频载波信号范围外时，所述标识卡与所述UWB定位基站进行双向测距。

7.根据权利要求6所述的一种矿井人员定位方法，其特征在于，当所述标识卡位于多个UWB信标所发射的低频载波信号范围内时，所述标识卡根据所收到的低频载波信号的强度，向所接收的最强低频载波信号的UWB信标反馈UWB信息；同时将所述低频载波信号所携带的液压支架编号及自身状态信息发送至所述UWB定位基站。