【技术实现步骤摘要】
本申请涉及矿山安全生产，尤其涉及一种基于磁感应透地通信的车载矿难呼救系统及方法。
技术介绍
1、在露天煤矿开采中会出现塌方、滑坡等灾害，这些灾害中塌方量巨大，救援难度很大，造成重大人员伤亡和财产损失。灾害发生后，及时搜寻和营救被掩埋人员是救灾工作的首要任务，而准确快速地定位掩埋人员和车辆地位置是救援成功的关键，而现有技术中矿难的判定的准确行及呼救信息的发送效率均较低，使得救援效率较低。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于磁感应透地通信的车载矿难呼救系统及方法，以至少解决矿难的判定的准确性及呼救信息的发送效率均较低，使得救援效率较低的技术问题。
2、本申请第一方面实施例提出一种基于磁感应透地通信的车载矿难呼救系统，所述车载矿难呼救系统包括：导航定位模块、态势感知模块和磁信号发射模块；
3、所述导航定位模块，用于获取车辆及人员的gps定位信息和惯性导航定位信息，并基于所述gps定位信息和惯性导航定位信息生成组合导航信息，然后将所述gps定位信息发送到所述态势感知模块，将所述组合导航信息发送到所述磁信号发射模块；
4、所述态势感知模块，获取当前时刻车内多个节点的环境数据，并基于所述多个节点的环境数据和所述gps定位信息判断是否发生矿难，然后将判断结果发送到磁信号发射模块；
5、所述磁信号发射模块，用于当判断结果为发生矿难时根据所述组合导航信息和车辆人员信息生成呼救磁感应信号，并将所述呼救磁感应信号发送到信号接收设备。
6、优选
7、所述电源管理单元，用于当判断结果为发生矿难时判断车辆是否断电，若是控制所述电池单元进行供电，否则控制车载电源进行供电。
8、进一步的，所述态势感知模块包括：多个传感器单元、融合判决单元；
9、所述多个传感器单元，均用于采集当前时刻车内多个节点的环境数据，并将采集的多个节点的所述环境数据发送到所述融合判决单元，其中，所述环境数据包括：车辆的压力、光线和姿态数据；
10、所述融合判决单元，用于接收所述gps定位信息，并基于所述gps定位信息和多个传感器单元发送的当前时刻多个节点的环境数据判断是否发生矿难，并将判断结果发送到所述磁信号发射模块。
11、进一步的，所述磁信号发射模块包括：控制单元、驱动单元和发射天线；
12、所述控制单元，用于接收所述判断结果和所述组合导航信息，当判断结果为发生矿难时根据所述组合导航信息和车辆人员信息生成呼救信息；
13、所述驱动单元，用于将所述呼救信息转变为呼救磁感应信号，并通过所述发射天线发送到信号接收设备。
14、进一步的，所述磁信号发射模块，还用于当判断结果为发生矿难时向所述电源模块发送发生矿难的信息。
15、本申请第二方面实施例提出一种基于磁感应透地通信的车载矿难呼救方法，包括：
16、获取当前时刻车辆及人员的gps定位信息、惯性导航定位信息及车内多个节点的环境数据，并基于所述gps定位信息和惯性导航定位信息生成组合导航信息；
17、根据所述车内多个节点的环境数据和所述gps定位信息判断是否发生矿难；
18、当判断结果为发生矿难时根据所述组合导航信息和车辆人员信息生成呼救磁感应信号，并将所述呼救磁感应信号发送到信号接收设备进行呼救。
19、优选的，所述基于所述gps定位信息和惯性导航定位信息生成组合导航信息，包括：
20、采用卡尔曼滤波发对所述gps定位信息和惯性导航定位信息进行滤波处理，得到所述gps定位信息对应的状态估计值和所述惯性导航定位信息对应的状态估计值；
21、基于所述gps定位信息对应的状态估计值和所述惯性导航定位信息对应的状态估计值分别确定所述gps定位信息对应的估计方差和所述惯性导航定位信息对应的估计方差；
22、当未发生矿难时利用所述gps定位信息对应的估计方差和所述惯性导航定位信息对应的估计方差确定所述gps定位信息对应的融合参数和所述惯性导航定位信息对应的融合参数，并根据所述gps定位信息对应的状态估计值、所述惯性导航定位信息对应的状态估计值、所述gps定位信息对应的融合参数和所述惯性导航定位信息对应的融合参数确定所述组合导航信息；
23、当发生矿难时所述gps定位信息对应的融合参数等于零，所述惯性导航定位信息对应的融合参数等于1，并基于所述惯性导航定位信息对应的状态估计值确定所述组合导航信息。
24、进一步的，所述根据所述车内多个节点的环境数据和所述gps定位信息判断是否发生矿难，包括：
25、根据所述gps定位信息确定发生矿难的第一概率；
26、根据所述车内多个节点的环境数据确定各个节点对应的发生矿难的第二概率；
27、根据所述第一概率和各个节点对应的发生矿难的第二概率确定矿难发生的概率；
28、当所述矿难发生的概率大于第一阈值时，判定发生矿难，否则未发生矿难。
29、进一步的，所述矿难发生的概率的计算式如下：
30、
31、式中，p(a)为矿难发生的概率，ωg为gps定位信息判定矿难发生时的加权值，p(ag|bg)为第一概率，为节点i对应的发生矿难的第二概率，ωb为车内多个节点的环境数据判定矿难发生时的加权值，n为节点总数。
32、进一步的，所述当判断结果为发生矿难时根据所述组合导航信息和车辆人员信息生成呼救磁感应信号，并将所述呼救磁感应信号发送到信号接收设备进行呼救，包括：
33、步骤s1:将所述组合导航信息和车辆人员信息的数据格式转化成数据发射帧，并根据预设的速率和调制方式对数据发射帧进行调制；
34、步骤s2:将调制后的数据发射帧以磁感应透地通信的方式发送到信号接收设备；
35、步骤s3:判断是否到达预设的循环呼救时间，若是，返回步骤s1，直至呼救结束。
36、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
37、本申请提出了一种基于磁感应透地通信的车载矿难呼救系统及方法，其中所述方法包括：导航定位模块、态势感知模块和磁信号发射模块；所述导航定位模块，用于获取车辆及人员的gps定位信息和惯性导航定位信息，并基于所述gps定位信息和惯性导航定位信息生成组合导航信息，然后将所述gps定位信息发送到所述态势感知模块，将所述组合导航信息发送到所述磁信号发射模块；所述态势感知模块，获取当前时刻车内多个节点的环境数据，并基于所述多个节点的环境数据和所述gps定位信息判断是否发生矿难，然后将判断结果发送到磁信号发射模块；所述磁信号发射模块，用于当判断结果为发生矿难时根据所述组合导航信息和车辆人员信息生成呼救磁感应信号，并将所述呼救磁感应信号发送到信号接收设备。本申请提出的技术方案，将呼救信息传输到射频信号不能到达位置，准确本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于磁感应透地通信的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述车载矿难呼救系统包括：导航定位模块、态势感知模块和磁信号发射模块；
2.如权利要求1所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述车载矿难呼救系统还包括：电源模块，所述电源模块包括电源管理单元和电池单元；
3.如权利要求2所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述态势感知模块包括：多个传感器单元、融合判决单元；
4.如权利要求3所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述磁信号发射模块包括：控制单元、驱动单元和发射天线；
5.如权利要求4所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述磁信号发射模块，还用于当判断结果为发生矿难时向所述电源模块发送发生矿难的信息。
6.一种基于上述权利要求1-5任一所述的车载矿难呼救系统的车载矿难呼救方法，其特征在于，所述方法包括：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述GPS定位信息和惯性导航定位信息生成组合导航信息，包括：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述车内多个节点的环境数据和所述GP
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述矿难发生的概率的计算式如下：
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述当判断结果为发生矿难时根据所述组合导航信息和车辆人员信息生成呼救磁感应信号，并将所述呼救磁感应信号发送到信号接收设备进行呼救，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁感应透地通信的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述车载矿难呼救系统包括：导航定位模块、态势感知模块和磁信号发射模块；
2.如权利要求1所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述车载矿难呼救系统还包括：电源模块，所述电源模块包括电源管理单元和电池单元；
3.如权利要求2所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述态势感知模块包括：多个传感器单元、融合判决单元；
4.如权利要求3所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述磁信号发射模块包括：控制单元、驱动单元和发射天线；
5.如权利要求4所述的车载矿难呼救系统，其特征在于，所述磁信号发射模块，还用于当判断结果为发生矿难时向所述电源模块发送发生矿难的信...
【专利技术属性】
技术研发人员：程会锋，王善刚，王月，张婧雯，马天放，贾新雷，孙立峰，柴佳美，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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