礦井機(jī)車精確定位方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦井機(jī)車精確定位方法及裝置，主要由防爆井下機(jī)車車載分站1、防爆攝像儀2、防爆無(wú)線通訊基站3、標(biāo)識(shí)牌4以及車載分站監(jiān)控系統(tǒng)與礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)組成。防爆井下機(jī)車車載分站安裝在井下機(jī)車或移動(dòng)設(shè)備上，配備有防爆攝像儀、顯示器、鍵盤、喇叭、麥克以及各種接口，并配備具有圖像識(shí)別功能的車載分站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集巷道標(biāo)識(shí)牌的圖像并識(shí)別機(jī)車所在精確位置，配合礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)，輔助井下移動(dòng)設(shè)備的計(jì)劃、調(diào)度、運(yùn)輸和安全管理。礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)安裝與車載分站監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控和管理軟件。本方法和裝置使礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)增加了精確定位和保護(hù)措施，解決了井下移動(dòng)設(shè)備在運(yùn)動(dòng)中調(diào)度和管理的難題。
【專利說(shuō)明】 礦井機(jī)車精確定位方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦井機(jī)車精確定位方法及裝置，屬于礦井機(jī)電設(shè)備檢測(cè)及控制【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)于礦井井下有司機(jī)操作的各類礦井機(jī)車和移動(dòng)設(shè)備，已有相應(yīng)的礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控和集控。但是在機(jī)車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，礦井機(jī)車的精確定位仍然缺乏有效的檢測(cè)、報(bào)警和聯(lián)鎖控制手段。
[0003]經(jīng)全面檢索查新，與本發(fā)明專利“礦井機(jī)車精確定位方法及裝置”相關(guān)的文獻(xiàn)，例如，《煤礦機(jī)械》2011年02期的論文“圖像識(shí)別技術(shù)在礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用”，文中描述了可以采用圖像識(shí)別的方法定位機(jī)車，但是沒(méi)有精確機(jī)車定位的具體實(shí)現(xiàn)方法和裝置描述；《中國(guó)礦業(yè)》2010年08期的論文“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦物流信息化中的應(yīng)用”，描述了在煤礦井下運(yùn)輸巷道布設(shè)RFID標(biāo)識(shí)卡，礦井機(jī)車車載定位分站配有RFID讀卡器和無(wú)線網(wǎng)卡，可實(shí)現(xiàn)礦井機(jī)車的精確定位。但是，存在礦井機(jī)車車載定位分站功能單一、RFID卡成本高等弊端；《煤礦機(jī)電》2011年03期的論文“基于圖像處理的井下機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)”，提出了在巷道的特定位置放置一些矩形反光板作標(biāo)志物，據(jù)此圖像的識(shí)別確定機(jī)車位置。而該技術(shù)側(cè)重于圖像分析。
[0004]專利“一種鐵路機(jī)車定位系統(tǒng)及定位方法”(CN103777219A)公開(kāi)了一種采用GPS和數(shù)據(jù)庫(kù)的定位方法，該方法需要建立鐵路路線經(jīng)緯度與公里標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0005]上述論文、專利所述的方法和方案與本發(fā)明的技術(shù)方案均有明顯的差別。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決礦井井下機(jī)車的定位問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種礦井機(jī)車精確定位方法及裝置。本發(fā)明的目的在于解決井下機(jī)車或者井下移動(dòng)設(shè)備精確定位的技術(shù)難題，既要求滿足國(guó)家防爆標(biāo)準(zhǔn)，又具有安全可靠、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明專利所采用的技術(shù)方案是:本裝置主要由防爆井下機(jī)車車載分站1、防爆攝像儀2、防爆無(wú)線通訊基站3、標(biāo)識(shí)牌4以及車載分站監(jiān)控系統(tǒng)與礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)組成。防爆井下機(jī)車車載分站I安裝在井下機(jī)車或有司機(jī)操作的移動(dòng)設(shè)備上，配備有天線7、顯示屏8、鍵盤9、喇叭10、麥克11以及視頻及其他接口，并與防爆攝像儀2連接，同時(shí)配備具有圖像識(shí)別功能的車載分站監(jiān)控系統(tǒng)軟件。在機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中，車載分站實(shí)時(shí)采集運(yùn)輸巷道標(biāo)識(shí)牌4的圖像并識(shí)別，將機(jī)車所在精確位置信息存入車載分站監(jiān)控系統(tǒng)，精確位置信息包括經(jīng)過(guò)每一標(biāo)識(shí)牌的線路號(hào)、線路長(zhǎng)度位置、機(jī)車速度、機(jī)車行進(jìn)方向和時(shí)間；車載分站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收來(lái)自礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令和機(jī)車前方路況，機(jī)車司機(jī)依據(jù)運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令、機(jī)車前方路況、本機(jī)車運(yùn)行工況和運(yùn)載信息做出選擇錄入，車載分站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令、鍵盤錄入信息、報(bào)警信息和精確位置信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理，生成機(jī)車運(yùn)行實(shí)績(jī)并實(shí)時(shí)上傳給礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)；同時(shí)，運(yùn)輸調(diào)度還可以和機(jī)車司機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)話，結(jié)合礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)和車載分站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下移動(dòng)設(shè)備的計(jì)劃、調(diào)度、安全管理和監(jiān)控。防爆無(wú)線通訊基站3合理布設(shè)在運(yùn)輸巷道頂部，與礦井工業(yè)以太網(wǎng)連接，并與防爆井下機(jī)車車載分站I進(jìn)行無(wú)線通訊。標(biāo)識(shí)牌4布設(shè)在運(yùn)輸巷道每一條運(yùn)輸線路的頂部，對(duì)于有軌巷道，標(biāo)識(shí)牌4安裝在軌道線路的正上方，對(duì)于無(wú)軌巷道，標(biāo)識(shí)牌安裝在劃定的運(yùn)輸線路上方。標(biāo)識(shí)牌4的布設(shè)間隔以滿足定位需要為原貝1J。標(biāo)識(shí)牌4有方向標(biāo)識(shí)、運(yùn)輸線路編碼和運(yùn)輸線路位置編碼。
[0008]本發(fā)明專利的有益效果是:本發(fā)明的方法和裝置使礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)增加了精確定位和保護(hù)措施，尤其強(qiáng)化了進(jìn)路、岔道口和井底車場(chǎng)的聯(lián)鎖閉塞安全機(jī)制，解決了礦井機(jī)車運(yùn)行中無(wú)法監(jiān)控精確位置的難題。本發(fā)明專利適用于各類井工開(kāi)采礦井的井下特殊環(huán)境，滿足了礦井機(jī)車精確定位和有效監(jiān)控的需求，為礦井運(yùn)輸設(shè)備的安全運(yùn)行提供了重要的技術(shù)保障。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為礦井機(jī)車精確定位裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為防爆井下機(jī)車車載分站組成示意圖。
[0011]圖3為標(biāo)識(shí)牌示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專利做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本發(fā)明礦井機(jī)車精確定位方法及裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是防爆井下機(jī)車車載分站組成示意圖。
[0014]如圖1、圖2所示，本發(fā)明主要由防爆井下機(jī)車車載分站1、防爆攝像儀2、防爆無(wú)線通訊基站3和標(biāo)識(shí)牌4組成。防爆井下機(jī)車車載分站I包括:天線7、顯示屏8、鍵盤9、喇叭10、麥克11，并與防爆攝像儀2相連。本發(fā)明還包括防爆井下機(jī)車車載分站監(jiān)控系統(tǒng)軟件和礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)軟件，礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)安裝有與防爆井下機(jī)車車載分站相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控、計(jì)劃、調(diào)度、運(yùn)行、報(bào)警和圖表軟件系統(tǒng)。
[0015]如圖1所示，井下機(jī)車5行進(jìn)在運(yùn)輸巷道6中，在運(yùn)輸巷道6頂部的適當(dāng)位置安裝有防爆無(wú)線通訊基站3和標(biāo)識(shí)牌4 ;機(jī)車5內(nèi)裝有防爆井下機(jī)車車載分站1，機(jī)車5頂部適當(dāng)位置安裝帶光源的防爆攝像儀2，防爆攝像儀2與防爆井下機(jī)車車載分站I連接，防爆攝像儀2隨著井下機(jī)車5在行進(jìn)中抓拍標(biāo)識(shí)牌4的圖像，并由防爆井下機(jī)車車載分站I識(shí)別標(biāo)識(shí)牌4中的方向、線路號(hào)、線路長(zhǎng)度位置、機(jī)車速度和時(shí)間等信息；防爆井下機(jī)車車載分站I與防爆無(wú)線通訊基站3通信，實(shí)時(shí)接收礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃和調(diào)度指令，實(shí)時(shí)上傳機(jī)車的運(yùn)行實(shí)績(jī)，從而保證礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)井下機(jī)車運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類事故的預(yù)警、報(bào)警和緊急事故處理，防止井下機(jī)車事故的發(fā)生，可有效提聞生廣運(yùn)輸?shù)男省?br> [0016]圖2是防爆井下機(jī)車車載分站I的組成示意圖。防爆井下機(jī)車車載分站I由天線7、顯示屏8、鍵盤9、喇叭10、麥克11組成，并配有視頻及其他接口，同時(shí)配有車載分站監(jiān)控系統(tǒng)軟件，車載分站I與防爆攝像儀2電連接，通過(guò)天線7和防爆無(wú)線通訊基站3與礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。車載分站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令信息，機(jī)車司機(jī)依據(jù)運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令、機(jī)車運(yùn)行工況和運(yùn)載信息做出選擇錄入；車載分站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令、鍵盤錄入信息、報(bào)警信息和精確位置信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理，生成機(jī)車運(yùn)行實(shí)績(jī)并實(shí)時(shí)上傳給礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)。
[0017]所述的防爆井下機(jī)車車載分站I配有防爆外殼，符合國(guó)家相關(guān)礦井的安全標(biāo)準(zhǔn)；視頻接口可以在線連接多于一臺(tái)的防爆攝像儀，以便增加采集和識(shí)別圖像的可靠性；所述的顯示屏8裝配著防爆保護(hù)玻璃，防爆保護(hù)玻璃是防爆外殼的一個(gè)組成部分；所述的鍵盤9采用防爆、防水金屬鍵盤，由數(shù)字、箭頭、退格和確認(rèn)鍵組成；所述的其他接口可以連接外部串行口設(shè)備、輸入/輸出設(shè)備和音頻設(shè)備，用來(lái)檢測(cè)機(jī)車運(yùn)行工況、輸出報(bào)警和語(yǔ)音交互。
[0018]圖3為標(biāo)識(shí)牌4示意圖。標(biāo)識(shí)牌4有方向標(biāo)識(shí)12和標(biāo)識(shí)牌編碼13，方向標(biāo)識(shí)12用來(lái)識(shí)別車輛運(yùn)行的方向和識(shí)別圖像的正反方向，標(biāo)識(shí)牌編碼13由兩部分組成:運(yùn)輸線路編碼和運(yùn)輸線路位置編碼，運(yùn)輸線路位置編碼可以是運(yùn)輸線路的絕對(duì)米數(shù)，也可以是標(biāo)識(shí)牌順序編號(hào)。
[0019]本發(fā)明適用于各類井工開(kāi)采礦井的井下特殊環(huán)境，滿足了礦井機(jī)車精確定位和有效監(jiān)控的需求，為礦井運(yùn)輸設(shè)備的安全運(yùn)行提供了重要的技術(shù)保障。
【權(quán)利要求】
1.一種礦井機(jī)車精確定位裝置，由防爆井下機(jī)車車載分站(I)、防爆攝像儀(2)、防爆無(wú)線通訊基站(3)、標(biāo)識(shí)牌(4)組成，其特征是:所述防爆井下機(jī)車車載分站(I)安裝在井下機(jī)車或有司機(jī)操作的移動(dòng)設(shè)備上，配備有天線(7)、顯示屏(8)、鍵盤(9)、喇叭(10)、麥克(11)以及視頻及其他接口，并與防爆攝像儀(2 )連接；防爆無(wú)線通訊基站(3 )合理布設(shè)在運(yùn)輸巷道頂部，與礦井工業(yè)以太網(wǎng)連接，并與防爆井下機(jī)車車載分站(I)進(jìn)行無(wú)線通訊；標(biāo)識(shí)牌(4)布設(shè)在運(yùn)輸巷道每一條運(yùn)輸線路的頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井機(jī)車精確定位裝置，其特征是:防爆攝像儀(2)的頭部配備鏡頭和光源，防爆攝像儀(2)安裝在井下機(jī)車頂部，使光源照射角度大于鏡頭的視場(chǎng)角，以便滿足抓拍標(biāo)識(shí)牌的要求；所述的光源使防爆攝像儀(2)拍攝標(biāo)識(shí)牌的圖像能夠識(shí)別。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井機(jī)車精確定位裝置，其特征是:標(biāo)識(shí)牌(4)安裝在井下運(yùn)輸巷道頂部，對(duì)于有軌巷道，標(biāo)識(shí)牌安裝在運(yùn)輸軌道線路的正上方，對(duì)于無(wú)軌巷道，標(biāo)識(shí)牌安裝在劃定的運(yùn)輸線路上方；標(biāo)識(shí)牌的布置間隔以滿足定位需要為原則。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井機(jī)車精確定位裝置，其特征是:防爆無(wú)線通訊基站(3)安裝在井下運(yùn)輸巷道頂部，按照運(yùn)輸巷道情況和防爆無(wú)線通訊基站的通訊技術(shù)參數(shù)要求分布安裝；防爆無(wú)線通訊基站(3)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)連接。
5.一種礦井機(jī)車精確定位方法，其特征是:包括防爆井下機(jī)車車載分站監(jiān)控系統(tǒng)軟件和礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)軟件，礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)安裝有與防爆井下機(jī)車車載分站相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控、計(jì)劃、調(diào)度、運(yùn)行、報(bào)警和圖表軟件系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種礦井機(jī)車精確定位方法，其特征是:防爆井下機(jī)車車載分站監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有圖像識(shí)別功能，在機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中，防爆井下機(jī)車車載分站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集運(yùn)輸巷道標(biāo)識(shí)牌(4)的圖像并識(shí)別，將機(jī)車所在精確位置信息存入車載分站監(jiān)控系統(tǒng)；車載分站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收來(lái)自礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令和機(jī)車前方路況信息，機(jī)車司機(jī)依據(jù)運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令、機(jī)車前方路況、本機(jī)車運(yùn)行工況和運(yùn)載物料信息做出選擇錄入，車載分站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)輸調(diào)車計(jì)劃、調(diào)度指令、鍵盤錄入信息、本機(jī)車運(yùn)行工況、運(yùn)載物料信息、報(bào)警信息和精確位置信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理，生成機(jī)車運(yùn)行實(shí)績(jī)并實(shí)時(shí)上傳給礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)；同時(shí)，運(yùn)輸調(diào)度還可以和機(jī)車司機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)話，結(jié)合礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)和車載分站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下移動(dòng)設(shè)備的計(jì)劃、調(diào)度、安全管理和監(jiān)控。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種礦井機(jī)車精確定位方法，其特征是:所述精確位置信息包括在機(jī)車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其經(jīng)過(guò)每一標(biāo)識(shí)牌的線路號(hào)、線路長(zhǎng)度位置、機(jī)車速度、機(jī)車行進(jìn)方向和時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種礦井機(jī)車精確定位方法，其特征是:所述標(biāo)識(shí)牌(4)有方向標(biāo)識(shí)和標(biāo)識(shí)牌編碼，方向標(biāo)識(shí)用來(lái)識(shí)別車輛運(yùn)行的方向和識(shí)別圖像的正反方向，標(biāo)識(shí)牌編碼由兩部分組成:運(yùn)輸線路編碼和運(yùn)輸線路位置編碼，運(yùn)輸線路位置編碼可以是運(yùn)輸線路的絕對(duì)米數(shù)，也可以是標(biāo)識(shí)牌順序編號(hào)。
【文檔編號(hào)】B61L27/00GK104260762SQ201410525717
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】許開(kāi)成, 裴文良, 楊利, 崔廣濤 申請(qǐng)人:唐山開(kāi)誠(chéng)電控設(shè)備集團(tuán)有限公司