井下作业定位系统、方法及用于井下作业定位的安全帽技术方案

本发明专利技术公开了一种井下作业定位系统、方法及用于井下作业定位的安全灯、安全帽装置，该井下作业定位系统包括至少2个安全灯装置，排列设置于井内部，用于发射附有各异的第一信号的灯光，第一信号至少包括标示对应的安全灯装置照射范围的标识码；安全帽装置，供井下工作者佩戴，安全帽装置包括：接收模块，用于在安全帽装置位于任一安全灯装置照射范围内时，接收灯光；解调模块，用于解析第一信号并获取标识码；定位模块，用于根据标识码所标示的安全灯装置照射范围确定安全帽装置所处的位置范围。本发明专利技术能够确定矿工所在位置，无需主动定位即可获取在井下作业内的位置信息，定位精度高同时避免危险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及井下作业定位领域，特别是涉及一种井下作业定位系统、方法及用于井下作业定位的安全帽。
技术介绍
随着位置服务的普遍，定位技术扮演着越来越重要的角色。现实普遍的定位技术有Wifi定位，蓝牙定位，红外线定位以及光通信定位等等。现有室内定位技术是基于电磁波RSSI技术下的无线定位技术，通过发射无线射频信号进行定位。然而对于井下作业这类特殊的地下环境，无线射频信号的使用有引起瓦斯爆炸的风险，无法正常使用，并且定位精度不高。而且现有技术还需依赖矿工在某些位置进行主动定位，无法做到被动定位，定位精度不高，只能进行粗略的定位。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种井下作业定位系统、方法及用于井下作业定位的安全帽，无需主动定位即可获取在井下作业内的位置信息，定位精度高同时避免危险。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种井下作业定位系统，包括:至少2个安全灯装置，排列设置于井内部，用于发射附有各异的第一信号的灯光，第一信号至少包括标示对应的安全灯装置照射范围的标识码；安全帽装置，供井下工作者佩戴，安全帽装置包括:接收模块，用于当安全帽装置位于任一安全灯装置照射范围内时，接收灯光；解调模块，用于解析第一信号并获取标识码；定位模块，用于根据标识码所标示的安全灯装置照射范围确定安全帽装置所处的位置范围。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种用于井下作业定位系统的安全帽装置，包括:接收模块，用于接收从安全灯装置发射的调制灯光，并将调制灯光信号转换为电信号，其中，调制灯光是由附有第一信号的灯光经过调制生成，第一信号至少包括标示对应的安全灯装置照射范围的标识码；解调模块，用于解调调制灯光，以获得第一信号中包含的标示对应的安全灯装置照射范围的标识码；定位模块，用于根据标识码所标示的安全灯装置照射范围，确定安全帽装置佩戴者所在的位置范围。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种井下作业精确定位方法，包括:提供排列设置于井内部的多个安全灯，多个安全灯发射附有各异的第一信号的灯光，第一信号至少包括标示对应的安全灯装置照射范围的标识码；提供一安全帽，并通过安全帽接收灯光；解析第一信号并获取标识码；根据标识码所标示的安全灯的照射范围，确定安全帽所处的位置范围。区别于现有技术，本专利技术的一种井下作业定位系统在井下作业内部设置至少2个安全灯装置，发射附有各异的第一信号的灯光，经佩戴于矿工头部的安全帽装置接收，解析该第一信号得到标示对应的安全灯装置位置的标识码，根据该安全灯装置的位置确定矿工所在位置，无需主动定位即可获取在井下作业内的位置信息，定位精度高同时避免危险。【附图说明】图1是本专利技术提供的一种井下作业定位系统第一实施方式的结构示意图；图2是本专利技术提供的一种用于井下作业定位系统的安全灯装置第一实施方式的结构示意图；图3是本专利技术提供的一种井下作业定位方法第一实施方式的流程示意图。【具体实施方式】下面结合【具体实施方式】对本专利技术的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。参阅图1，图1是本专利技术提供的一种井下作业定位系统第一实施方式的结构示意图。该井下作业定位系统100包括安全灯装置110和安全帽装置120，其中安全灯装置的数量至少为2个，且具体根据井下作业的长度、高度决定安全灯装置的数量。且在该系统100中，可同时存在多个安全帽装置120。至少2个安全灯装置110排列设置于井下作业的内部，具体可设置于顶部或侧壁。安全灯装置110的灯光发射模块111向外发射光线，供进入井下作业的工作人员的照明。同时安全灯装置110包括一信号发射模块112，用以发射第一信号。第一信号附加于灯光发射模块111发射的灯光中，随灯光发射。第一信号至少包括标示对应的安全灯装置110照射范围的标识码，标识码由若干二进制数字构成，具体位数可由安全灯装置110的数量确定。在系统100中，每一安全灯装置110发射的第一信号中的标识码是各不相同的，即每一安全灯装置110对应一种标识码。安全帽装置120首先是进入井下作业的工作人员佩戴的安全设备。安全帽装置120包括接收模块121，以接收安全灯装置110发射的附有第一信号的灯光。接收到灯光后，有一解调模块122从接收到的第一信号中解析出其中包含的标识码，根据接收到的标识码可确定其接收到的灯光来自哪个安全灯装置110。当安全帽装置120随工作人员行进到该安全灯装置110的灯光照射范围内时，会接收到该安全灯装置110发射的灯光。安全帽装置120的解调模块122解析得到标识码，通过定位模块123确定安全帽装置120当前在井下作业内的位置。由于安全灯装置110通常被设置于井下作业的顶部，其灯光照射范围为圆锥体。当工作人员位于照射范围的边缘位置时，由于安全帽装置120在工作人员的头部，具有一定高度，使安全帽装置120位于圆锥体范围的外部而未能接收到第一信号。在本实施方式中，设置安全灯装置110时，可减小相邻的安全灯装置110之间的距离，同时确保相邻的安全灯装置110的照射范围的圆锥体的相交位置高于正常工作人员的高度。当工作人员位于相邻的2个安全灯装置110照射范围的相交范围内时，所佩戴的安全帽装置120可同时接收到来自两个安全灯装置120的两种不同的第一信号，解调得到的两种标识码，根据两种标识码精确确定安全帽装置120所在位置。如果安全帽装置120同时解析到多种类型的标识码时，说明此时安全帽装置120位于多个安全灯装置110的照射范围的重叠部分，可更精确的定位安全帽装置120的位置范围，甚至可将定位精度精确到亚米级的范围。进一步，该系统100还包括一存储模块130，存储模块130连接安全帽装置120，在安全帽装置120每次解调得到安全灯装置110的标识码后，以一定的时间间隔从安全帽装置120获取并存储标识码，定时的时间间隔可任意设定。同时，定位模块在本实施方式中，设定存储模块130每隔30秒从安全帽装置120获取标识码。存储模块130可为手机终端或其他专用的存储设备，通过耳机孔或者micro usb孔与安全帽装置120连接。当安全帽装置120接收到的标识码类型发生变化时，说明安全帽装置120接收到来自不同的安全灯装置110发射的灯光，根据标识码的变化顺序，可确定安全帽装置120随佩戴者经过的安全灯装置110，根据安全灯装置110确定安全帽装置120随佩戴者的行进路线。同时，如果在连续2个或2个以上的时间间隔内存储模块130仅获取到同一类型的标识码，说明安全帽装置120停止，或在该标识码对应的安全灯装置110的照射范围内进行活动；如果在1个时间间隔内存储模块130接收到多种类型的标识码，说明安全帽装置120随佩戴者在移动中。区别于现有技术，本专利技术的一种井下作业定位系统在井下作业内部设置至少2个安全灯装置，发射附有各异的第一信号的灯光，经佩戴于矿工头部的安全帽装置接收，解析该第一信号得到标示对应的安全灯装置位置的标识码，根据该安全灯装置的位置确定矿工所在位置，无需主动定位即可获取在井下作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下作业定位系统，其特征在于，包括：至少2个安全灯装置，排列设置于井内部，用于发射附有各异的第一信号的灯光，所述第一信号至少包括标示对应的所述安全灯装置照射范围的标识码；安全帽装置，供井下工作者佩戴，所述安全帽装置包括：接收模块，用于当所述安全帽装置位于任一安全灯装置照射范围内时，接收所述灯光；解调模块，用于解析所述第一信号并获取所述标识码；定位模块，用于根据所述标识码所标示的安全灯装置照射范围确定所述安全帽装置所处的位置范围。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈业鸿，王丹，
申请(专利权)人：深圳市微纳集成电路与系统应用研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44