專利名稱：一種礦井導(dǎo)航儀及導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦井導(dǎo)航儀及導(dǎo)航系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦行業(yè)是一個(gè)特殊的行業(yè)，由于各個(gè)礦井都深入地下，存在瓦斯、火災(zāi)、頂壓等各種安全隱患，威脅著礦井工作人員的生命安全，如何預(yù)防上述事故的發(fā)生，成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。同時(shí)，當(dāng)?shù)V井發(fā)生安全事故，以及當(dāng)?shù)V井工作人員被困于礦井中時(shí)，如何能夠快速及時(shí)的通知搜救人員，以及向搜救人員提示礦井工作人員在事故發(fā)生前在礦井的位置也是當(dāng)前研究的重點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過音視頻傳感器，以及采集環(huán)境和生命體征的傳感器等獲取礦井內(nèi)的人員工作情況、瓦斯?jié)舛?、空氣濕度、工作人員的脈搏、血壓、呼吸、體溫等，并與無線傳感器的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)礦井的安全監(jiān)控和礦難時(shí)的緊急搜救。并且，上述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠隨著礦井的掘進(jìn)面的擴(kuò)大相應(yīng)的跟進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤礦井工作人員以及礦井環(huán)境的監(jiān)控?，F(xiàn)有技術(shù)的不足在于，一般的礦井區(qū)域較大，若要實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的監(jiān)控則需要大量的音視頻傳感器，使得投資較大。且并不能夠自動(dòng)生成礦井工作人員在礦井中的運(yùn)動(dòng)軌跡以及當(dāng)前所處的位置。并且不能夠智能的判斷突發(fā)事故的發(fā)生以及時(shí)的進(jìn)行報(bào)警提示。 另外，礦井工作人員也不能夠?qū)崟r(shí)了解其他人在礦井中的位置。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種礦井導(dǎo)航儀及導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)顯示礦井工作人員在礦井中的位置，礦井工作人員還能夠互相通信以便能夠了解對(duì)方在礦井中的位置，簡(jiǎn)單直觀的實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井工作人員的監(jiān)控，還能夠智能的判斷事故的發(fā)生從而及時(shí)的報(bào)警。為了解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種礦井導(dǎo)航儀，包括運(yùn)動(dòng)感測(cè)單元，用于獲取第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)，所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)包括加速度感測(cè)數(shù)據(jù)和/或陀螺儀感測(cè)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值；位置信息獲取單元，用于根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值，并根據(jù)從中央服務(wù)器獲取的礦井地圖，計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息；顯示單元，用于根據(jù)所述位置信息顯示所述第一物體在所述礦井地圖中的位置；第一物體信息發(fā)送單元，用于向中央服務(wù)器發(fā)送所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值以使所述中央服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。進(jìn)一步的，所述第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)還包括地磁儀感測(cè)數(shù)據(jù)和/或氣壓計(jì)感測(cè)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，還包括
數(shù)據(jù)信息接收單元，用于與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以獲取所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)信息發(fā)送單元，用于與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以向所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送本端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息。進(jìn)一步的，還包括信息提示單元，用于接收所述中央服務(wù)器發(fā)送的提示信息，并根據(jù)所述提示信息進(jìn)行提示；所述顯示單元還用于顯示所述提示信息。進(jìn)一步的，還包括定位信息獲取單元，用于從標(biāo)定器獲取位置校正信息或位置提示信息； 校正單元，用于根據(jù)所述位置校正信息對(duì)所述第一物體在所述礦井地圖中的位置進(jìn)行校正；位置提示單元，用于根據(jù)所述位置提示信息發(fā)出提示。相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種礦井導(dǎo)航系統(tǒng)，包括至少一個(gè)礦井導(dǎo)航儀，中央服務(wù)器，其中所述礦井導(dǎo)航儀用于獲取第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)，所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)包括加速度感測(cè)數(shù)據(jù)和/或陀螺儀感測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值并根據(jù)從中央服務(wù)器獲取的礦井地圖，計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息，并根據(jù)所述位置信息顯示所述第一物體在所述礦井地圖中的位置，還用于向所述中央服務(wù)器發(fā)送所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值；所述中央服務(wù)器用于向所述礦井導(dǎo)航儀發(fā)送礦井地圖，還用于根據(jù)所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，并根據(jù)礦井地圖，計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息，并顯示所述第一物體在所述礦井地圖中的位置。進(jìn)一步的，所述第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)還包括地磁儀感測(cè)數(shù)據(jù)和/或氣壓計(jì)感測(cè)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，所述中央服務(wù)器還用于根據(jù)所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，設(shè)定并判斷是否進(jìn)行報(bào)警提示，若是，則發(fā)出報(bào)警提示。進(jìn)一步的，所述中央服務(wù)器還用于根據(jù)所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，更新所述礦井地圖。進(jìn)一步的，所述礦井導(dǎo)航儀還用于和對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以獲取所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息，或者向所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送本端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)標(biāo)定器，所述標(biāo)定器用于向所述礦井導(dǎo)航儀發(fā)送位置校正信息或位置提示信息；所述礦井導(dǎo)航儀還用于從標(biāo)定器獲取位置校正信息或位置提示信息，并根據(jù)所述位置校正信息對(duì)所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息進(jìn)行校正，或者根據(jù)所述位置提示信息發(fā)出提示；所述礦井導(dǎo)航儀還用于從所述中央服務(wù)器獲取提示信息，并根據(jù)所述提示信息發(fā)出提示，或者顯示所述提示信息。
在本發(fā)明實(shí)施例中，通過傳感器感測(cè)礦井工作人員的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到礦井工作人員的空間坐標(biāo)值及方向值，并結(jié)合礦井地圖實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示礦井工作人員在礦井中的位置，以及實(shí)現(xiàn)管理人員對(duì)礦井工作人員的位置監(jiān)控，礦井工作人員還能夠互相進(jìn)行通信。并且，能夠?qū)崟r(shí)通過中央服務(wù)器向礦井導(dǎo)航儀發(fā)送資訊信息，便于礦井工作人員更好的了解礦井情況以及時(shí)間等。中央服務(wù)器還能夠根據(jù)所述礦井工作人員的空間坐標(biāo)值及方向值，智能的判斷是否出現(xiàn)突發(fā)事故，以便在出現(xiàn)突發(fā)事故時(shí)及時(shí)的通知安全工作人員以及搜救人員，為搜救贏得時(shí)間。當(dāng)?shù)V井工作人員結(jié)束工作時(shí)，能夠提醒礦井工作人員歸還礦井導(dǎo)航儀。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例礦井導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2為本發(fā)明的礦井導(dǎo)航儀的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖3為本發(fā)明的礦井導(dǎo)航儀的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例礦井導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖所示該礦井導(dǎo)航系統(tǒng)包括至少一個(gè)礦井導(dǎo)航儀10和中央服務(wù)器20，其中所述礦井導(dǎo)航儀10用于獲取第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)，所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)包括加速度感測(cè)數(shù)據(jù)和/或陀螺儀感測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值并結(jié)合預(yù)先設(shè)置的礦井地圖進(jìn)行計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息，并根據(jù)所述位置信息顯示所述第一物體在所述礦井地圖中的位置，其中，所述第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)還可以包括地磁儀感測(cè)數(shù)據(jù)和/或氣壓計(jì)感測(cè)數(shù)據(jù)，所述第一物體為礦井工作人員。具體的，所述礦井導(dǎo)航儀10中可包括加速度傳感器和/或陀螺儀，為了使感測(cè)數(shù)據(jù)更精確，所述礦井導(dǎo)航儀10中還可以包括地磁儀和/或氣壓計(jì)，其中，加速度傳感器內(nèi)部由三個(gè)單軸加速度傳感器組成，可感測(cè)X軸、Y軸、Z軸方向上的直線加速度值，兩次積分后， 可計(jì)算出直線位移；而陀螺儀內(nèi)部由三個(gè)陀螺儀傳感器組成，可感測(cè)X軸、Y軸、Z軸方向上的角加速度值，兩次積分后，可得到角位移；地磁儀內(nèi)部由三個(gè)地磁儀傳感器組成，用于感測(cè)地磁數(shù)據(jù)，可提供絕對(duì)方向值；氣壓計(jì)用于感測(cè)大氣壓數(shù)據(jù)，可提供絕對(duì)高度值。在應(yīng)用時(shí)，所述礦井導(dǎo)航儀10可選用三維加速度傳感器和/或三維陀螺儀，也可根據(jù)需要適當(dāng)選用三維地磁儀和/或氣壓計(jì)配合使用，以得到不同的精度，具體的，包括但不限于下面七種方案。方案一所述礦井導(dǎo)航儀10采用加速度傳感器、陀螺儀、地磁儀和氣壓計(jì)的組合。 所述礦井導(dǎo)航儀10根據(jù)加速度傳感器感測(cè)到的X軸、Y軸、Z軸方向上的直線加速度值，兩次積分后，計(jì)算得到直線位移，根據(jù)陀螺儀感測(cè)到的X軸、Y軸、Z軸方向上的角加速度值，兩次積分后，得到的角位移，根據(jù)直線位移和所述角位移，可計(jì)算出礦井工作人員的三維空間坐標(biāo)及方向值，同時(shí)，通過地磁儀感測(cè)到的地磁數(shù)據(jù)得到的絕對(duì)方向值以及氣壓計(jì)感測(cè)大氣壓數(shù)據(jù)得到的絕對(duì)高度值，能對(duì)加速度傳感器及陀螺儀感測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行漂移補(bǔ)償，提高運(yùn)算出的數(shù)據(jù)的精度。采用4種傳感器的組合的方式得到的空間坐標(biāo)值及方向值的精度最
尚ο方案二 所述礦井導(dǎo)航儀10采用加速度傳感器、陀螺儀和地磁儀三種傳感器的組合。所述礦井導(dǎo)航儀10根據(jù)加速度傳感器感測(cè)到的X軸、Y軸、Z軸方向上的直線加速度值， 兩次積分后，計(jì)算得到直線位移，根據(jù)陀螺儀感測(cè)到的X軸、Y軸、Z軸方向上的角加速度值， 兩次積分后，得到的角位移，根據(jù)直線位移和所述角位移，可計(jì)算出礦井工作人員的三維空間坐標(biāo)及方向值，而地磁儀感測(cè)到的地磁數(shù)據(jù)，可提供絕對(duì)方向值，能對(duì)加速度傳感器及陀螺儀感測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行漂移補(bǔ)償，提高運(yùn)算出的數(shù)據(jù)精度。方案三所述礦井導(dǎo)航儀10采用加速度傳感器和陀螺儀兩種傳感器的組合。如上述，此種組合能夠得到礦井工作人員的空間坐標(biāo)值及方向值，但是沒有了地磁儀所提供的絕對(duì)方向值，可能會(huì)產(chǎn)生位置漂移，精度不如上述方案。方案四所述礦井導(dǎo)航儀10只采用加速度傳感器?？衫枚鄠€(gè)加速度傳感器模擬出陀螺儀的特性，如，用三個(gè)加速度傳感器，分別放置在有一定半徑的水平X軸、Y軸和Z軸的正半軸上，就可以模擬出陀螺儀的特性，進(jìn)而可利用感測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出三維空間坐標(biāo)及一定時(shí)間內(nèi)的三維空間坐標(biāo)形成的運(yùn)動(dòng)軌跡，這時(shí)，相當(dāng)于方案三。方案五所述礦井導(dǎo)航儀10只采用陀螺儀，陀螺儀雖然不能檢測(cè)理論上的直線運(yùn)動(dòng)，但實(shí)際使用中，絕大多數(shù)的直線運(yùn)動(dòng)并非是絕對(duì)的，可以將直線運(yùn)動(dòng)看做半徑很大的曲線運(yùn)動(dòng)，直接根據(jù)陀螺儀輸出的角加速度值的數(shù)據(jù)，通過運(yùn)算則可得到速度或位移以及方向，即可得出相對(duì)于原始坐標(biāo)點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)及方向值。方案六所述礦井導(dǎo)航儀10采用加速度傳感器和地磁儀的組合，該方案在方案四的基礎(chǔ)上，增加了地磁儀所提供的絕對(duì)方向值，與方案四原理相同，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行漂移補(bǔ)償， 提高了精度。方案七所述礦井導(dǎo)航儀10采用陀螺儀和地磁儀的組合，該方案在方案五的基礎(chǔ)上，增加了地磁儀所提供的絕對(duì)方向值，與方案五原理相同，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行漂移補(bǔ)償，提高了精度。獲取礦井工作人員的空間坐標(biāo)值和方向值后，所述礦井導(dǎo)航儀10獲取礦井工作人員在礦井地圖中的位置信息的方式可以為在礦井地圖中設(shè)置一個(gè)初始位置點(diǎn)及初始方向值，例如在礦井入口發(fā)放的所述礦井導(dǎo)航儀10，即將初始位置點(diǎn)設(shè)于礦井地圖中的入口位置，礦井工作人員在正門獲取所述礦井導(dǎo)航儀10并開機(jī)后，此時(shí)，所述礦井導(dǎo)航儀10進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)的坐標(biāo)原點(diǎn)與礦井地圖中的初始位置點(diǎn)重合，同時(shí)設(shè)置初始方向值，所述礦井導(dǎo)航儀10進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的各個(gè)參考坐標(biāo)值就分別與礦井地圖中的各個(gè)位置點(diǎn)產(chǎn)生一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，接下來隨著礦井工作人員的移動(dòng)或轉(zhuǎn)向，所述礦井導(dǎo)航儀10獲取到新的坐標(biāo)值和/或新的方向值，位置信息獲取單元103就將所述位置點(diǎn)和/或方向值在礦井地圖中相應(yīng)做出改變，即得到了當(dāng)前礦井工作人員在礦井地圖中的位置和所對(duì)方向即位置信息，對(duì)位置點(diǎn)的變化進(jìn)行記錄，便得到了礦井工作人員在礦井地圖中的運(yùn)動(dòng)軌跡信息。進(jìn)一步地，無論所述礦井導(dǎo)航儀10在礦井中何處啟動(dòng)，均可對(duì)初始位置點(diǎn)及初始方向進(jìn)行設(shè)置。通過上述方案獲取所述位置信息后，可通過(Liquid Crystal Display，LCD)液晶顯示顯示屏等顯示礦井工作人員在所述礦井中的位置。所述礦井導(dǎo)航儀10還用于向所述中央服務(wù)器20發(fā)送所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，以使所述中央服務(wù)器20進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。還用于和對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以獲取所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息，或者向所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送本端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息。另外，所述礦井導(dǎo)航儀10還用于接收所述中央服務(wù)器20的資訊消息例如下班提示消息、吃飯?zhí)崾鞠⒌?，并根?jù)所述資訊消息發(fā)出提示，或者顯示所述資訊消息，如可通過發(fā)聲、發(fā)光或者振動(dòng)提示，或者顯示提示例如顯示吃飯了的消息。具體的，所述礦井導(dǎo)航儀10之間以及所述礦井導(dǎo)航儀10與所述中央服務(wù)器20之間均可直接采用無線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的接收與發(fā)送，或者通過信號(hào)中繼器如標(biāo)定器等建立通信連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的接收與發(fā)送。另外，所述礦井導(dǎo)航儀10可以以獨(dú)立的裝置實(shí)現(xiàn)；也可以將礦井導(dǎo)航儀與移動(dòng)終端(例如手機(jī)，PDA等)相連，礦井導(dǎo)航儀用于接收第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值并計(jì)算得到第一物體的位置信息，移動(dòng)終端則進(jìn)行位置的顯示或者數(shù)據(jù)的收發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)；還可以在內(nèi)置傳感器的移動(dòng)終端中加以配套導(dǎo)航軟件的方式實(shí)現(xiàn)。所述礦井導(dǎo)航儀10可以在礦井工作人員進(jìn)入礦井時(shí)向礦井工作人員發(fā)放。所述中央服務(wù)器20用于向所述礦井導(dǎo)航儀10發(fā)送礦井地圖。所述中央服務(wù)器20 中存儲(chǔ)有礦井地圖，并可根據(jù)所述礦井導(dǎo)航儀10發(fā)送的礦井工作人員的空間坐標(biāo)值和方向值實(shí)時(shí)更新所述礦井地圖。所述中央服務(wù)器20還用于接收所述礦井導(dǎo)航儀10發(fā)送的空間坐標(biāo)值及方向值，并根據(jù)存儲(chǔ)的礦井地圖，計(jì)算得出礦井工作人員在所述礦井地圖中的位置信息，并顯示礦井工作人員在所述礦井地圖中的位置，其中，所述位置信息的獲取與在所述礦井導(dǎo)航儀10中的獲取方式相同，在此不贅述。所述中央服務(wù)器20還用于根據(jù)所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，判斷是否進(jìn)行報(bào)警提示，若是，則發(fā)出報(bào)警提示，具體的， 若所述中央服務(wù)器20獲取的所述第一物體的空間坐標(biāo)值或者方向值出現(xiàn)異常情況例如空間坐標(biāo)值的變化較大或者方向值比較混亂等，則可發(fā)出報(bào)警提示以通知相應(yīng)的安全管理人員或者搜救人員。所述中央服務(wù)器20還可以向所述礦井導(dǎo)航儀10發(fā)送資訊信息等提示信息以提示礦井工作人員上下班時(shí)間，或者吃飯時(shí)間等，并可根據(jù)需要向特定的礦井工作人員發(fā)出提示信息，其中所述礦井導(dǎo)航儀10通過發(fā)聲、發(fā)光、振動(dòng)、顯示提示中的任一種或多種進(jìn)行信息的提示操作。具體的，所述礦井導(dǎo)航儀10與所述中央服務(wù)器20之間可直接進(jìn)行通訊，或者通過所述標(biāo)定器30建立所述礦井導(dǎo)航儀10與所述中央服務(wù)器20的連接以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的接收與發(fā)送。進(jìn)一步地，如圖1所示，所述礦井導(dǎo)航系統(tǒng)還可以包括至少一個(gè)標(biāo)定器30，用于向礦井導(dǎo)航儀10發(fā)送定位校正信息或定位提示信息。所述礦井導(dǎo)航儀10可以根據(jù)所述定位校正信息對(duì)礦井工作人員在所述礦井地圖中的位置進(jìn)行校正，或根據(jù)所述定位提示信息發(fā)出提示消息以提示礦井工作人員當(dāng)前所處的位置。具體地，可將多個(gè)所述標(biāo)定器30設(shè)于礦井內(nèi)，向所述礦井導(dǎo)航儀10發(fā)送定位校正信息以對(duì)礦井導(dǎo)航儀10計(jì)算得到的位置信息進(jìn)行輔助校正。也可在礦井出口設(shè)置標(biāo)定器，用于向所述礦井導(dǎo)航儀10發(fā)送定位提示信息， 提示礦井工作人員歸還所述礦井導(dǎo)航儀10。另外，所述標(biāo)定器30可作為信號(hào)中繼器，用于建立所述礦井導(dǎo)航儀10與所述中央服務(wù)器20的通信連接，以及所述礦井導(dǎo)航儀10之間的
通信連接。圖2為本發(fā)明的礦井導(dǎo)航儀的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖2所示該礦井導(dǎo)航儀包括運(yùn)動(dòng)感測(cè)單元101、數(shù)據(jù)處理單元102、位置信息獲取單元103以及顯示單元 104，其中所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)單元101，用于獲取第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)，所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)包括加速度感測(cè)數(shù)據(jù)和/或陀螺儀感測(cè)數(shù)據(jù)，也可根據(jù)需要獲取地磁儀感測(cè)數(shù)據(jù)和/或氣壓計(jì)感測(cè)數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)處理單元102，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值。具體的，所述數(shù)據(jù)處理單元102可以為一單片機(jī)，通過所述單片機(jī)處理所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)得到所述第一物體即礦井工作人員的空間坐標(biāo)值及方向值。具體的，所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)的獲取與處理得到空間坐標(biāo)值及方向值的過程，與前述的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)的獲取與處理相同，在此不贅述。所述位置信息獲取單元103，用于根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值，并根據(jù)預(yù)設(shè)的礦井地圖，計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息。所述位置信息包括礦井工作人員當(dāng)前在礦井地圖中的位置、所面對(duì)的方向等信息。具體的，所述位置信息的獲取過程，與前述的位置信息的獲取方式相同，在此不贅述。顯示單元104用于顯示所述位置信息。具體地，可以在顯示屏幕上顯示礦井地圖的同時(shí)，在礦井地圖上顯示一個(gè)帶有方向箭頭的亮點(diǎn)標(biāo)明礦井工作人員當(dāng)前在礦井地圖中的位置點(diǎn)及方向，并根據(jù)該亮點(diǎn)的位置變化產(chǎn)生軌跡線條表示礦井工作人員在礦井地圖中的運(yùn)動(dòng)軌跡。第一物體信息發(fā)送單元105，用于向中央服務(wù)器20發(fā)送所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值以使所述中央服務(wù)器20進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。具體實(shí)施時(shí)，可直接向所述中央服務(wù)器20發(fā)送所述空間坐標(biāo)值及方向值，或者通過所述標(biāo)定器30向所述中央服務(wù)器20發(fā)送所述空間坐標(biāo)值及方向值。所述中央控制服務(wù)器20進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理包括根據(jù)所述礦井工作人員的空間坐標(biāo)值及方向值結(jié)合預(yù)設(shè)的礦井地圖，得到礦井工作人員在礦井中的位置信息并顯示；根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值，了解礦井的掘進(jìn)進(jìn)度，從而更新礦井地圖；根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值判斷是否出現(xiàn)突發(fā)事故，并在出現(xiàn)突發(fā)事故時(shí)通知相應(yīng)的安全管理人員和搜救人員等。圖3為本發(fā)明的礦井導(dǎo)航儀的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖3所示，所述礦井導(dǎo)航儀10包括圖2中的所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)單元101、所述數(shù)據(jù)處理單元102、所述位置信息獲取單元103、所述顯示單元104和所述第一物體信息發(fā)送單元105。進(jìn)一步地，所述礦井導(dǎo)航儀10還可以包括數(shù)據(jù)信息接收單元106，用于與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以獲取所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)信息發(fā)送單元107，用于與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以向所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送本端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息。具體實(shí)施時(shí)，所述數(shù)據(jù)信息接收單元106和所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送單元107均可通過按鍵控制的方式建立與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的連接，以接收所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送的信息， 或者向所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送信息，例如，礦井工作人員通過所述數(shù)據(jù)信息接收單元106 接收對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送的位置信息以了解到對(duì)端的礦井工作人員在礦井中的位置以及所述對(duì)端的礦井工作人員到過礦井中的那些位置等。具體的，所述礦井導(dǎo)航儀10可直接與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀進(jìn)行通訊，或者通過所述標(biāo)定器30建立與所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的連接以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的接收與發(fā)送。進(jìn)一步地，所述礦井導(dǎo)航儀10還可以包括定位信息獲取單元108、校正單元109 以及位置提示單元110，其中定位信息獲取單元108用于從標(biāo)定器獲取位置校正信息或位置提示信息。具體地，所述定位信息獲取單元108可以通過藍(lán)牙等短距無線通訊方式從設(shè)于礦井內(nèi)的標(biāo)定器獲取所述定位校正信息。校正單元109用于根據(jù)所述位置校正信息對(duì)導(dǎo)航信息進(jìn)行校正。具體的，如當(dāng)?shù)V井工作人員到達(dá)設(shè)置有標(biāo)定器的位置區(qū)域時(shí)，所述礦井導(dǎo)航儀10會(huì)根據(jù)所述標(biāo)定器發(fā)送的位置校正信息對(duì)所述第一物體即礦井工作人員在礦井地圖中的位置進(jìn)行位置校正，以使顯示單元104正確顯示礦井工作人員的在礦井中的位置。位置提示單元110用于根據(jù)所述位置提示信息發(fā)出位置提示。具體地，例如在礦井出口處設(shè)置標(biāo)定器，所述定位信息獲取單元108在出口處接收到所述標(biāo)定器發(fā)送的位置提示信息時(shí)，則相應(yīng)的通知礦井工作人員歸還所述礦井導(dǎo)航儀10等事宜。進(jìn)一步地，所述礦井導(dǎo)航儀10還可以包括信息提示單元111，用于接收所述中央服務(wù)器20發(fā)送的提示信息，并根據(jù)所述提示消息進(jìn)行提示?？筛鶕?jù)需要，通過所述中央服務(wù)器20向所述所述信息提示單元111發(fā)送提示信息，例如下班提示信息、吃飯?zhí)崾拘畔⒌?。所述信息提示單?11可相應(yīng)的進(jìn)行發(fā)聲提示、發(fā)光提示以及振動(dòng)提示中的任一種或多種。另外，也可以通過所述顯示單元104進(jìn)行相應(yīng)的顯示提示，例如顯示下班了的消息。 具體的，所述礦井導(dǎo)航儀10可直接與所述中央服務(wù)器20進(jìn)行通訊，或者通過所述標(biāo)定器30 建立與所述中央服務(wù)器20的連接以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的接收與發(fā)送。通過上述實(shí)施例的描述，本發(fā)明通過傳感器感測(cè)礦井工作人員的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)， 對(duì)其處理得到礦井工作人員的空間坐標(biāo)值及方向值，并結(jié)合礦井地圖實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示礦井工作人員在礦井中的位置，方便于礦井工作人員以及管理人員了解到礦井工作人員在礦井的位置。且礦井工作人員之間還能夠進(jìn)行通信以了解彼此在礦井中的位置。中央服務(wù)器還可以根據(jù)礦井工作人員的坐標(biāo)值及方向值，智能的判斷是否出現(xiàn)突發(fā)事故，并在判斷出現(xiàn)突發(fā)事故時(shí)報(bào)警，以及時(shí)通知安全管理人員與搜救人員，為救援爭(zhēng)取時(shí)間。通過中央服務(wù)器還可向礦井工作人員發(fā)送例如下班、吃飯等信息，使礦井工作人員不必為瑣事煩惱。另外，當(dāng)?shù)V井工作人員下班時(shí)，能夠提醒礦井工作人員歸還礦井導(dǎo)航儀。以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種礦井導(dǎo)航儀，其特征在于，包括運(yùn)動(dòng)感測(cè)單元，用于獲取第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)，所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)包括加速度感測(cè)數(shù)據(jù)和/或陀螺儀感測(cè)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值；位置信息獲取單元，用于根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值，并根據(jù)從中央服務(wù)器獲取的礦井地圖，計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息；顯示單元，用于根據(jù)所述位置信息顯示所述第一物體在所述礦井地圖中的位置；第一物體信息發(fā)送單元，用于向中央服務(wù)器發(fā)送所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值以使所述中央服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的礦井導(dǎo)航儀，其特征在于，所述第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)還包括地磁儀感測(cè)數(shù)據(jù)和/或氣壓計(jì)感測(cè)數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的礦井導(dǎo)航儀，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)信息接收單元，用于與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以獲取所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)信息發(fā)送單元，用于與對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以向所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送本端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息。
4.如權(quán)利要求3所述的礦井導(dǎo)航儀，其特征在于，還包括信息提示單元，用于接收所述中央服務(wù)器發(fā)送的提示信息，并根據(jù)所述提示信息進(jìn)行提示；所述顯示單元還用于顯示所述提示信息。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的礦井導(dǎo)航儀，其特征在于，還包括定位信息獲取單元，用于從標(biāo)定器獲取位置校正信息或位置提示信息；校正單元，用于根據(jù)所述位置校正信息對(duì)所述第一物體在所述礦井地圖中的位置進(jìn)行校正；位置提示單元，用于根據(jù)所述位置提示信息發(fā)出提示。
6.一種礦井導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)礦井導(dǎo)航儀，中央服務(wù)器，其中所述礦井導(dǎo)航儀用于獲取第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)，所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)包括加速度感測(cè)數(shù)據(jù)和/或陀螺儀感測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，根據(jù)所述空間坐標(biāo)值及方向值并根據(jù)從中央服務(wù)器獲取的礦井地圖， 計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息，并根據(jù)所述位置信息顯示所述第一物體在所述礦井地圖中的位置，還用于向所述中央服務(wù)器發(fā)送所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值；所述中央服務(wù)器用于向所述礦井導(dǎo)航儀發(fā)送礦井地圖，還用于根據(jù)所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，并根據(jù)所述中央服務(wù)器中的礦井地圖，計(jì)算得到所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息，并顯示所述第一物體在所述礦井地圖中的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的礦井導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)還包括地磁儀感測(cè)數(shù)據(jù)和/或氣壓計(jì)感測(cè)數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的礦井導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述中央服務(wù)器還用于根據(jù)所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，設(shè)定并判斷是否進(jìn)行報(bào)警提示，若是，則發(fā)出報(bào)警提示。
9.如權(quán)利要求8所述的礦井導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述中央服務(wù)器還用于根據(jù)所述第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值，更新所述礦井地圖。
10.如權(quán)利要求9所述的礦井導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述礦井導(dǎo)航儀還用于和對(duì)端礦井導(dǎo)航儀建立連接，以獲取所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息，或者向所述對(duì)端礦井導(dǎo)航儀發(fā)送本端礦井導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)信息。
11.如權(quán)利要求6至10任一項(xiàng)所述的礦井導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)標(biāo)定器，所述標(biāo)定器用于向所述礦井導(dǎo)航儀發(fā)送位置校正信息或位置提示信息；所述礦井導(dǎo)航儀還用于從標(biāo)定器獲取位置校正信息或位置提示信息，并根據(jù)所述位置校正信息對(duì)所述第一物體在所述礦井地圖中的位置信息進(jìn)行校正，或者根據(jù)所述位置提示信息發(fā)出提示；所述礦井導(dǎo)航儀還用于從所述中央服務(wù)器獲取提示信息，并根據(jù)所述提示信息發(fā)出提示，或者顯示所述提示信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種礦井導(dǎo)航儀及導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航儀包括運(yùn)動(dòng)感測(cè)單元，用于獲取第一物體的運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)運(yùn)動(dòng)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值；位置信息獲取單元，用于根據(jù)空間坐標(biāo)值及方向值，并根據(jù)從中央服務(wù)器獲取的礦井地圖，計(jì)算得到第一物體在礦井地圖中的位置信息；顯示單元，用于根據(jù)位置信息顯示第一物體在礦井地圖中的位置；第一物體信息發(fā)送單元，用于向中央服務(wù)器發(fā)送第一物體的空間坐標(biāo)值及方向值以使中央服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。采用本發(fā)明，能夠?qū)崟r(shí)顯示礦井人員在礦井中的位置，簡(jiǎn)單直觀的實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井人員的監(jiān)控，還能智能的判斷事故的發(fā)生，并及時(shí)的報(bào)警以通知相關(guān)人員。
文檔編號(hào)G01C5/06GK102192739SQ20101012139
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者陳新偉 申請(qǐng)人:陳新偉