[發(fā)明專利]一種具有導航功能的安全帽及其定位方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711351065.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108036788A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 張國川
• 申請（專利權）人: 北斗時空物聯(lián)網(wǎng)（北京）股份有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/47
• 代理公司: 北京創(chuàng)遇知識產(chǎn)權代理有限公司 11577
• 代理人: 李芙蓉;孫進華

1.一種具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述安全帽包括帽體和安全保護裝置，安全保護裝置嵌入帽體內，所述安全保護裝置包括安全帽微處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、導航模塊、RFID讀寫模塊和無線通訊模塊，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊、導航模塊、RFID讀寫模塊、無線通訊模塊均與安全帽微處理器連接；

所述導航模塊為組合定位導航模塊。

2.根據(jù)權利要求1所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述無線通訊模塊包括第一無線通訊模塊、第二無線通訊模塊和第三無線通訊模塊；

安全帽還包括手持控制設備，安全帽微處理器通過第一無線通訊模塊連接手持控制設備；

安全帽微處理器通過第二無線通訊模塊塊與后臺管理系統(tǒng)建立連接，通過第三無線通訊模塊與其他安全帽的安全帽微處理器連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述第一無線通訊模塊為藍牙模塊，第二無線通訊模塊為NB-IOT模塊，第三無線通訊模塊為ZIGBEE模塊。

4.根據(jù)權利要求1所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述組合定位導航模塊包括導航微處理器、衛(wèi)星導航模塊、慣性導航模塊和外圍電路，衛(wèi)星導航模塊、慣性導航模塊、外圍電路均與導航微處理器連接。

5.根據(jù)權利要求4所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述衛(wèi)星導航模塊采用北斗衛(wèi)星導航模塊；

所述北斗衛(wèi)星導航模塊包括北斗接收天線、低噪聲放大電路、北斗信號射頻處理模塊和數(shù)字信號處理模塊；

北斗接收天線用于接收北斗衛(wèi)星傳來的微弱信號；

低噪聲放大電路，用于對北斗衛(wèi)星信號進行濾波處理；

北斗信號射頻處理模塊用于將接收到的高頻射頻信號轉變?yōu)橹蓄l信號，再對中頻信號進行采樣和數(shù)字化，將數(shù)字信息穩(wěn)定地發(fā)給數(shù)字信號處理模塊；

數(shù)字信號處理模塊用于處理發(fā)送過來的中頻信號，對信號進行捕獲、跟蹤、數(shù)據(jù)解調、提取觀測量和導航解算，并將信息通過串口發(fā)給導航微處理器。

6.根據(jù)權利要求4所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述慣性導航模塊包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁力計和氣壓高度計，三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁力計和氣壓高度計均與導航微處理器連接。

7.根據(jù)權利要求4所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述外圍電路包括時鐘電路、LED燈控制電路和穩(wěn)壓電路。

8.根據(jù)權利要求1所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述帽體上還設有求救按鈕，求救按鈕連接所述安全帽微處理器。

9.根據(jù)權利要求1所述的具有導航功能的安全帽，其特征在于：所述安全保護裝置還包括芯片加密模塊，芯片加密模塊與安全帽微處理器連接。

10.權利要求1所述的安全帽的定位方法，其特征在于：安全帽內的組合定位導航模塊包括導航微處理器、衛(wèi)星導航模塊和慣性導航模塊，衛(wèi)星導航模塊、慣性導航模塊均與導航微處理器連接；

所述定位方法具體包括以下步驟：

S1、RFID讀寫模塊將安全帽佩戴者的信息錄入數(shù)據(jù)存儲模塊；

S2、采用基于模糊推理系統(tǒng)的帶寬自適應的載波相位跟蹤回路，當衛(wèi)星信號信噪比降低時縮小載波相位跟蹤回路帶寬，提高接收機的抗噪聲干擾能力；

S3、采用基于模糊推理系統(tǒng)的量測噪聲模型自適應的卡爾曼濾波組合導航算法，描述量測噪聲變化，實時調整量測噪聲方差陣，提高組合導航算法抗噪聲干擾能力；

S4、安全帽微處理器把安全帽佩戴者的位置信息通過NB-IOT模塊發(fā)回后臺管理系統(tǒng)。