井下作業(yè)定位系統(tǒng)、方法及用于井下作業(yè)定位的安全帽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及井下作業(yè)定位領(lǐng)域，特別是涉及一種井下作業(yè)定位系統(tǒng)、方法及用于井下作業(yè)定位的安全帽。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著位置服務(wù)的普遍，定位技術(shù)扮演著越來(lái)越重要的角色?，F(xiàn)實(shí)普遍的定位技術(shù)有Wifi定位，藍(lán)牙定位，紅外線定位以及光通信定位等等。
[0003]現(xiàn)有室內(nèi)定位技術(shù)是基于電磁波RSSI技術(shù)下的無(wú)線定位技術(shù)，通過(guò)發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)進(jìn)行定位。然而對(duì)于井下作業(yè)這類特殊的地下環(huán)境，無(wú)線射頻信號(hào)的使用有引起瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法正常使用，并且定位精度不高。而且現(xiàn)有技術(shù)還需依賴礦工在某些位置進(jìn)行主動(dòng)定位，無(wú)法做到被動(dòng)定位，定位精度不高，只能進(jìn)行粗略的定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種井下作業(yè)定位系統(tǒng)、方法及用于井下作業(yè)定位的安全帽，無(wú)需主動(dòng)定位即可獲取在井下作業(yè)內(nèi)的位置信息，定位精度高同時(shí)避免危險(xiǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種井下作業(yè)定位系統(tǒng)，包括:至少2個(gè)安全燈裝置，排列設(shè)置于井內(nèi)部，用于發(fā)射附有各異的第一信號(hào)的燈光，第一信號(hào)至少包括標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置照射范圍的標(biāo)識(shí)碼；安全帽裝置，供井下工作者佩戴，安全帽裝置包括:接收模塊，用于當(dāng)安全帽裝置位于任一安全燈裝置照射范圍內(nèi)時(shí)，接收燈光；解調(diào)模塊，用于解析第一信號(hào)并獲取標(biāo)識(shí)碼；定位模塊，用于根據(jù)標(biāo)識(shí)碼所標(biāo)示的安全燈裝置照射范圍確定安全帽裝置所處的位置范圍。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種用于井下作業(yè)定位系統(tǒng)的安全帽裝置，包括:接收模塊，用于接收從安全燈裝置發(fā)射的調(diào)制燈光，并將調(diào)制燈光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其中，調(diào)制燈光是由附有第一信號(hào)的燈光經(jīng)過(guò)調(diào)制生成，第一信號(hào)至少包括標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置照射范圍的標(biāo)識(shí)碼；解調(diào)模塊，用于解調(diào)調(diào)制燈光，以獲得第一信號(hào)中包含的標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置照射范圍的標(biāo)識(shí)碼；定位模塊，用于根據(jù)標(biāo)識(shí)碼所標(biāo)示的安全燈裝置照射范圍，確定安全帽裝置佩戴者所在的位置范圍。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種井下作業(yè)精確定位方法，包括:提供排列設(shè)置于井內(nèi)部的多個(gè)安全燈，多個(gè)安全燈發(fā)射附有各異的第一信號(hào)的燈光，第一信號(hào)至少包括標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置照射范圍的標(biāo)識(shí)碼；提供一安全帽，并通過(guò)安全帽接收燈光；解析第一信號(hào)并獲取標(biāo)識(shí)碼；根據(jù)標(biāo)識(shí)碼所標(biāo)示的安全燈的照射范圍，確定安全帽所處的位置范圍。
[0008]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的一種井下作業(yè)定位系統(tǒng)在井下作業(yè)內(nèi)部設(shè)置至少2個(gè)安全燈裝置，發(fā)射附有各異的第一信號(hào)的燈光，經(jīng)佩戴于礦工頭部的安全帽裝置接收，解析該第一信號(hào)得到標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置位置的標(biāo)識(shí)碼，根據(jù)該安全燈裝置的位置確定礦工所在位置，無(wú)需主動(dòng)定位即可獲取在井下作業(yè)內(nèi)的位置信息，定位精度高同時(shí)避免危險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明提供的一種井下作業(yè)定位系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明提供的一種用于井下作業(yè)定位系統(tǒng)的安全燈裝置第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明提供的一種井下作業(yè)定位方法第一實(shí)施方式的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步更詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(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，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]參閱圖1，圖1是本發(fā)明提供的一種井下作業(yè)定位系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該井下作業(yè)定位系統(tǒng)100包括安全燈裝置110和安全帽裝置120，其中安全燈裝置的數(shù)量至少為2個(gè)，且具體根據(jù)井下作業(yè)的長(zhǎng)度、高度決定安全燈裝置的數(shù)量。且在該系統(tǒng)100中，可同時(shí)存在多個(gè)安全帽裝置120。
[0014]至少2個(gè)安全燈裝置110排列設(shè)置于井下作業(yè)的內(nèi)部，具體可設(shè)置于頂部或側(cè)壁。安全燈裝置110的燈光發(fā)射模塊111向外發(fā)射光線，供進(jìn)入井下作業(yè)的工作人員的照明。同時(shí)安全燈裝置110包括一信號(hào)發(fā)射模塊112，用以發(fā)射第一信號(hào)。第一信號(hào)附加于燈光發(fā)射模塊111發(fā)射的燈光中，隨燈光發(fā)射。第一信號(hào)至少包括標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置110照射范圍的標(biāo)識(shí)碼，標(biāo)識(shí)碼由若干二進(jìn)制數(shù)字構(gòu)成，具體位數(shù)可由安全燈裝置110的數(shù)量確定。在系統(tǒng)100中，每一安全燈裝置110發(fā)射的第一信號(hào)中的標(biāo)識(shí)碼是各不相同的，即每一安全燈裝置110對(duì)應(yīng)一種標(biāo)識(shí)碼。
[0015]安全帽裝置120首先是進(jìn)入井下作業(yè)的工作人員佩戴的安全設(shè)備。安全帽裝置120包括接收模塊121，以接收安全燈裝置110發(fā)射的附有第一信號(hào)的燈光。接收到燈光后，有一解調(diào)模塊122從接收到的第一信號(hào)中解析出其中包含的標(biāo)識(shí)碼，根據(jù)接收到的標(biāo)識(shí)碼可確定其接收到的燈光來(lái)自哪個(gè)安全燈裝置110。當(dāng)安全帽裝置120隨工作人員行進(jìn)到該安全燈裝置110的燈光照射范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)接收到該安全燈裝置110發(fā)射的燈光。安全帽裝置120的解調(diào)模塊122解析得到標(biāo)識(shí)碼，通過(guò)定位模塊123確定安全帽裝置120當(dāng)前在井下作業(yè)內(nèi)的位置。
[0016]由于安全燈裝置110通常被設(shè)置于井下作業(yè)的頂部，其燈光照射范圍為圓錐體。當(dāng)工作人員位于照射范圍的邊緣位置時(shí)，由于安全帽裝置120在工作人員的頭部，具有一定高度，使安全帽裝置120位于圓錐體范圍的外部而未能接收到第一信號(hào)。在本實(shí)施方式中，設(shè)置安全燈裝置110時(shí)，可減小相鄰的安全燈裝置110之間的距離，同時(shí)確保相鄰的安全燈裝置110的照射范圍的圓錐體的相交位置高于正常工作人員的高度。當(dāng)工作人員位于相鄰的2個(gè)安全燈裝置110照射范圍的相交范圍內(nèi)時(shí)，所佩戴的安全帽裝置120可同時(shí)接收到來(lái)自兩個(gè)安全燈裝置120的兩種不同的第一信號(hào)，解調(diào)得到的兩種標(biāo)識(shí)碼，根據(jù)兩種標(biāo)識(shí)碼精確確定安全帽裝置120所在位置。如果安全帽裝置120同時(shí)解析到多種類型的標(biāo)識(shí)碼時(shí)，說(shuō)明此時(shí)安全帽裝置120位于多個(gè)安全燈裝置110的照射范圍的重疊部分，可更精確的定位安全帽裝置120的位置范圍，甚至可將定位精度精確到亞米級(jí)的范圍。
[0017]進(jìn)一步，該系統(tǒng)100還包括一存儲(chǔ)模塊130，存儲(chǔ)模塊130連接安全帽裝置120，在安全帽裝置120每次解調(diào)得到安全燈裝置110的標(biāo)識(shí)碼后，以一定的時(shí)間間隔從安全帽裝置120獲取并存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)碼，定時(shí)的時(shí)間間隔可任意設(shè)定。同時(shí)，定位模塊在本實(shí)施方式中，設(shè)定存儲(chǔ)模塊130每隔30秒從安全帽裝置120獲取標(biāo)識(shí)碼。存儲(chǔ)模塊130可為手機(jī)終端或其他專用的存儲(chǔ)設(shè)備，通過(guò)耳機(jī)孔或者micro usb孔與安全帽裝置120連接。
[0018]當(dāng)安全帽裝置120接收到的標(biāo)識(shí)碼類型發(fā)生變化時(shí)，說(shuō)明安全帽裝置120接收到來(lái)自不同的安全燈裝置110發(fā)射的燈光，根據(jù)標(biāo)識(shí)碼的變化順序，可確定安全帽裝置120隨佩戴者經(jīng)過(guò)的安全燈裝置110，根據(jù)安全燈裝置110確定安全帽裝置120隨佩戴者的行進(jìn)路線。同時(shí)，如果在連續(xù)2個(gè)或2個(gè)以上的時(shí)間間隔內(nèi)存儲(chǔ)模塊130僅獲取到同一類型的標(biāo)識(shí)碼，說(shuō)明安全帽裝置120停止，或在該標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)的安全燈裝置110的照射范圍內(nèi)進(jìn)行活動(dòng)；如果在1個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)存儲(chǔ)模塊130接收到多種類型的標(biāo)識(shí)碼，說(shuō)明安全帽裝置120隨佩戴者在移動(dòng)中。
[0019]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的一種井下作業(yè)定位系統(tǒng)在井下作業(yè)內(nèi)部設(shè)置至少2個(gè)安全燈裝置，發(fā)射附有各異的第一信號(hào)的燈光，經(jīng)佩戴于礦工頭部的安全帽裝置接收，解析該第一信號(hào)得到標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置位置的標(biāo)識(shí)碼，根據(jù)該安全燈裝置的位置確定礦工所在位置，無(wú)需主動(dòng)定位即可獲取在井下作業(yè)內(nèi)的位置信息，定位精度高同時(shí)避免危險(xiǎn)。
[0020]參閱圖2，圖2是本發(fā)明提供的一種用于井下作業(yè)定位系統(tǒng)的安全帽裝置第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該安全帽裝置200包括接收模塊210，解調(diào)模塊220和定位模塊230。
[0021]當(dāng)安全燈裝置201發(fā)射經(jīng)調(diào)制的附有第一信號(hào)的燈光后，本實(shí)施方式中的安全帽裝置200的接收模塊310接收該調(diào)制燈光，并將調(diào)制燈光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以便解調(diào)模塊320對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)的過(guò)程是將調(diào)制完成的調(diào)制燈光中的載波信號(hào)去除，得到第一信號(hào)。通過(guò)解調(diào)模塊220解調(diào)后，得到第一信號(hào)，并從中得到標(biāo)識(shí)碼，該標(biāo)識(shí)碼標(biāo)示對(duì)應(yīng)的安全燈裝置201的位置。定位模塊230根據(jù)得到的標(biāo)識(shí)碼所標(biāo)示的安全燈裝置照射范圍確定對(duì)應(yīng)的所述安全燈裝置的位置。定位模塊230包括檢索單元231和匹配單元232，檢索單元231根據(jù)解調(diào)模塊220解調(diào)得到的標(biāo)識(shí)碼，檢索預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊202中的標(biāo)識(shí)碼和安全燈裝置201的對(duì)應(yīng)列表，該列表列舉了標(biāo)識(shí)碼和發(fā)射該標(biāo)識(shí)碼的安全燈裝置201的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可知安全帽裝置200所處的位置屬于哪一安全燈裝置201的照射范圍，從而確定安全帽裝置200所處的位置范圍。
[0022]由于安全燈裝置201通常被設(shè)置于井下作業(yè)的頂部，其燈光照射范圍為圓錐體。當(dāng)工作人員位于該圓錐體范圍的邊緣位置時(shí)，由于安全帽裝置200在工作人員的頭部，具有一定高度，使安全帽裝置200位于圓錐體范圍的外部而未能接收到第一信號(hào)。在本實(shí)施方式中，當(dāng)工作人員位于相鄰的2個(gè)安全燈裝置201照射范圍的相交范圍內(nèi)時(shí)，所佩戴的安全帽裝置200可同時(shí)接收到來(lái)自兩個(gè)安全燈裝置201的兩種不同的第一信號(hào)，解調(diào)得到的兩種標(biāo)識(shí)碼，根據(jù)兩種標(biāo)識(shí)碼精確確定安全帽裝置200所在位置。如果安全帽裝置200同時(shí)解析到多種類型的標(biāo)識(shí)碼時(shí)，說(shuō)明此時(shí)安全帽裝置200位于多個(gè)安全燈裝置201的照射范圍的重疊部分，可更精確的定位安全帽裝置200的位置范圍，甚至可將定位精度精確到亞米級(jí)的范圍。
[0023]進(jìn)一步，安全帽裝置200解調(diào)得到標(biāo)識(shí)碼后，存儲(chǔ)模塊202以一時(shí)間間隔獲取解調(diào)得到的標(biāo)