[發(fā)明專利]地磁與RFID 射頻結合的井下定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610401387.0
• 申請日: 2016-06-10
• 公開（公告）號: CN105863735B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 汪金花;郭立穩(wěn);張亞靜;白洋;李衛(wèi)強
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01C21/08;H04W64/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

本發(fā)明公開了一種地磁與RFID射頻結合的井下定位方法。步驟是：巷道安裝RFID射頻識別卡、人工磁標，井下人員定位裝置中組裝信息采集器、地磁傳感器；繪制井下巷道圖、井下地磁分布圖、巷道射頻識別卡分布圖；井下人員隨身攜帶井下定位裝置；巷道內RFID射頻識別卡發(fā)送帶有編號的無線信號，井下定位裝置接收無線信號，記錄并判斷該無線信號強度，進行位置匹配粗計算，并顯示井下人員當前位置；井下天然地磁場和人工磁標疊加形成井下磁場，井下定位裝置的地磁傳感器接收磁場數(shù)據(jù)，記錄并進行位置匹配精計算，同時顯示井下人員當前精確位置。本發(fā)明在井下發(fā)生供電中止或信號中斷情況下，可完成井下人員定位導航，且定位精度高。

技術領域

本發(fā)明涉及井下定位技術領域，具體是一種地磁與RFID 射頻結合的井下定位方法。

背景技術

井下定位和緊急避險技術是實現(xiàn)井下安全生產(chǎn)和監(jiān)督管理的關鍵保障，當?shù)V井出現(xiàn)危險事故時，井下人員或參與救援人員需要借助定位技術來準確、快速地掌握當前所處的準確位置，獲取周圍避險設置的分布信息，分析自己逃生或救援的最優(yōu)路徑，躲避災害影響范圍，從而保證避險或救援過程的生命安全。

現(xiàn)有的井下定位方法的原理是：井下工作人員身上安裝射頻定位卡或無線定位終端，井下巷道不同位置安裝射頻信息采集器或無線定位基站。攜帶有識別卡或無線定位終端的人員在經(jīng)過井下放置的讀卡器或無線定位基站時，相應接收裝置就可以讀取到井下人員位置信息，然后通過數(shù)據(jù)傳輸線把信息輸送到監(jiān)控終端。系統(tǒng)可以實現(xiàn)井下不同區(qū)域的人員運動軌跡動態(tài)監(jiān)測，使管理人員及時了解井下人員的分布、數(shù)量及運動狀態(tài)。

采用上述井下定位技術的數(shù)據(jù)傳輸和定位識別是井下人員的被動式定位。在井下正常生產(chǎn)狀態(tài)下，礦井監(jiān)控設備可以監(jiān)測到井下人員位置和運動軌跡，但是井下人員無法實時獲取自己所處空間坐標，分析避險或救援最優(yōu)路徑，無法實現(xiàn)按需求的定位導航。這種井下定位技術完全依賴于網(wǎng)絡電源的發(fā)射與接收，一旦井下受災害，發(fā)生供電中止或信號中斷情況，將無法完成井下人員的定位，無法實現(xiàn)避險或救援過程中的實時導航。這種現(xiàn)有定位方法精度依賴于巷道射頻信息采集器安裝間隔，計算出的井下人員位置不準確，定位精度不高。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術中井下人員定位的不足，而提供一種地磁與RFID 射頻結合的井下定位方法，該井下定位方法能夠提高井下定位精度，解決井下發(fā)生災害后，在無電、無網(wǎng)絡情況下井下人員逃生定位導航和救援人員定位搜救的難題。

本發(fā)明解決其技術問題，采用的技術方案是：

一種地磁與RFID 射頻結合的井下定位方法，包括以下步驟：

步驟1：在巷道特定位置安裝RFID 射頻識別卡、人工磁標，井下人員攜帶定位裝置，在定位裝置中組裝射頻采集器、地磁測量傳感器；

步驟2：繪制井下巷道地形分布圖、井下地磁分布圖、巷道射頻識別卡分布圖；

步驟3：井下人員攜帶的定位裝置嵌入井下定位的應用程序；

步驟4：巷道內RFID 射頻識別卡發(fā)送帶有編號的無線信號，井下人員攜帶定位裝置中的信息采集器接收無線信號，記錄并判斷該無線信號的信號強度，進行位置匹配粗計算，在定位裝置的顯示屏顯示井下人員當前位置；

步驟5：井下天然地磁場和人工磁體疊加形成井下磁場，井下人員攜帶定位裝置的地磁測量傳感器接收磁場數(shù)據(jù)，記錄并進行位置匹配精計算，在定位裝置的顯示屏顯示井下人員當前精確位置。

采用上述技術方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是：

（1）本發(fā)明是在井下天然地磁場基礎上，增加人工磁標，實現(xiàn)無源、自主的井下人員的定位，可以有效彌補目前井下緊急情況下無法定位的不足，實現(xiàn)井下無電、無網(wǎng)絡時應急避險和救援導航，實現(xiàn)突發(fā)應急情況下的人員定位導航功能。