[發明專利]基于多目標活動軌跡實現煤礦巷道分布圖重構的方法

有效

• 申請號: 202011539866.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112664270B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 郭江濤;胡亮;劉亞輝;黃友勝;溫賢培;李燕;胡宇;邵嚴;張金豪;馬書敏;劉慧潔;趙光緒;周代勇;張加易;何青松;胡英杰
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;H04W4/02;H04W4/029;G01C21/16
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種基于多目標活動軌跡實現煤礦巷道分布圖重構的方法，屬于圖像處理領域。該方法包括以下步驟：S1：立礦井絕對坐標系；S2：為礦井每位員工配備UWB標識卡，確保每位員工在井下的活動軌跡能夠實時準確的通過基站傳輸到地面中心站主機上；S3：對全礦井人員行走形成的軌跡進行數據擬合處理，構造礦井巷道，并與實際輸入的巷道進行比對。結合UWB定位技術及慣性導航定位技術識別礦井越界開采的問題，為礦井安全生產及監管監察人員提供了一種快速了解問題的手段。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，涉及基于多目標活動軌跡實現煤礦巷道分布圖重構的方法。

背景技術

目前，礦井開拓主要依據設計圖紙，實際巷道分布與圖紙之間的差異往往難以判別，安全檢查或煤監執法人員由于對礦井不熟悉，也無法通過現場查看發現越界開采或實際與圖紙不符合的地點。而且，礦井地質人員對圖紙的更新也是階段性的，這樣就容易造成礦井開拓不明，或越界開采不能及時發現的情況。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于多目標活動軌跡實現煤礦巷道分布圖重構的方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于多目標活動軌跡實現煤礦巷道分布圖重構的方法，該方法包括以下步驟：

S1：立礦井絕對坐標系；

S2：為礦井每位員工配備UWB標識卡，確保每位員工在井下的活動軌跡能夠實時準確的通過基站傳輸到地面中心站主機上；

S3：對全礦井人員行走形成的軌跡進行數據擬合處理，構造礦井巷道，并與實際輸入的巷道進行比對。

可選的，所述S1具體為：

建立礦井相對坐標系，以井口或井底為坐標原點，布設UWB定位基站，并按照定位基站信號覆蓋范圍確定下一個基站的位置；

如果要建設二維定位，兩臺基站的信號區域應互相重疊，如果僅建設一維定位系統，則兩臺基站的覆蓋區域確保信號能夠交叉，UWB基站的信號覆蓋范圍為400米，遇到拐彎或上下山的位置信號覆蓋會變化，進行精確標定，標定工具為全站儀；

每個基站確定好位置后，在軟件上輸入相應的坐標，以此類推，建立起全礦井巷道坐標體系，后續隨著礦井巷道的不斷開拓，繼續完善坐標體系。

可選的，所述S2具體為：

為礦井每位員工配備UWB標識卡，確保每位員工在井下的活動軌跡能夠實時準確的通過基站傳輸到地面中心站主機上，獲取大量的人員行走軌跡，為巷道圖形的重構積累必要的數據；

為礦井安全監管人員配備標識卡及慣性導航裝置，慣導設備每到一處UWB基站位置時，基于基站坐標對慣導行進基準點進行重新標定，確保慣導設備檢測誤差在千分之三以內，同時慣導裝置每到一處基站跟前，將獲取的行走軌跡通過基站傳輸到地面中心站。

可選的，所述S3具體為：

上位機人員定位數據采集軟件對全礦井人員行走形成的軌跡進行數據擬合處理，構造礦井巷道，并與實際輸入的巷道進行比對，前期通過人員將井下巷道進行遍歷，確保能夠識別所有區域；

檢查人員在井下行走形成的軌跡有兩部分，一是標識卡形成的軌跡，二是慣導形成的軌跡，將重疊區域的軌跡進行合并，對不能合并的軌跡通過顏色標識出來，再通過比對，畫出超出設計的軌跡部分。

可選的，所述數據擬合處理具體為：

(1)依據基準點坐標和人員行走方位角，獲取礦井移動人員在井下行走的所有軌跡坐標，獲取方法是勾股定理結合三角函數；

(2)將通過定位測距得到的重合坐標進行合并，且橫向坐標差小于巷道寬度的點也進行合并，保留慣性導航獲取的所有點坐標；