[发明专利]一种用于煤矿井下的人员接近监测系统及其实现方法

摘要

本发明涉及一种煤矿井下的人员接近监测系统和其实现方法，尤其涉及一种基于超宽带技术进行煤矿工作面复杂环境下实时人员接近监测的系统及方法。系统包括机载部分和人员终端部分。机载部分安装于井下各移动设备或车辆机身，按照一定距离信息预先划分出安全区域、报警区域、停机区域。人员终端部分集成于人员矿灯上。机载部分实时探测设备周围的移动终端情况，基于超宽带定位技术实现人员的位置感知，进而对人员相对于设备的所属区域进行识别，针对进入不同的区域的人员进行相应的控制决策输出，控制设备的启停，从而保证人员的人身安全。

主权项

1.一种利用井下人员接近监测系统进行煤矿井下人员接近监测的方法，其特征在于：井下人员接近监测系统包括车载部分和人员终端部分，所述车载部分设置在煤矿井下的多个移动设备上，包括中央控制器、光报警单元、所述移动设备机身周围安装多台锚点设备；所述人员终端部分包括终端定位节点；终端定位节点和锚点设备发生相互通讯以进行人员定位；通过人员终端部分与移动设备之间的距离，进行区域识别；根据控制策略控制移动设备，对移动设备和人员终端部分进行报警信号输出；其中进行人员定位基于超宽带双向信号飞行时间方法，通过计量电波信号在终端定位节点和锚点之间两次飞行所用的时间计算节点间的距离；进行人员定位：当仅有1个锚点探测到人员终端部分时，根据距离信息直接做出决策；当有多于2个锚点探测到人员终端部分时，中央控制器根据锚点的接收信号强度指示和信号到达时间差数据对信号进行判别，挑选出距离信息最可靠的2个锚点进行计算；利用人员距离移动设备机身的距离信息进行区域划分，设置成安全区域、报警区域、停机区域、操作区域；所述控制策略为：1)终端人员位于报警区域时，控制移动设备和人员终端部分双向报警；2)终端人员位于停机区域时，控制移动设备和人员终端部分双向报警，并控制设备立即停机；若设备未启动，则控制设备不能启动；3)终端人员位于安全区域时，系统无动作；所述车载部分还包括另外的锚点设备，所述另外的锚点设备设置在车辆的驾驶室中；对于驾驶室中的锚点设备进行定位判断和操作区域判断，当终端人员位于操作区域时，系统无动作，当判定驾驶室中无工作人员时，则车辆整体停机；其中，挑选出距离信息最可靠的2个锚点进行计算包括以下步骤：1)2个锚点A、B测得的人员终端部分的距离分别为r1、r2，以锚点为圆心，r1、r2为半径做圆，两圆会有2个交点，且2个交点对称分布于线段AB的两侧，线段AB为所述两个锚点A、B的连线，由于一侧为机身，该侧的交点直接去除；2)根据r1、r2，计算出人员位置距离线段AB、AD的距离分别为d1、d2；其中，线段AB与AD相垂直；3)(d1，d2)即为坐标系中的人员终端部分的位置坐标，利用算法对多组数据进行滤波，以减小测量误差。