CN112162237A - 一种矿用车辆定位设备及定位方法 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种矿用车辆定位与车内人员定位结合的装置及方法，该装置包括位于矿井车辆内的车内读卡器和位于矿井车辆外的车辆定位器，车内读卡器与车辆定位器通过总线连接，车辆定位器通过UWB通信方式与矿井内的基站进行定位和通信；车内读卡器对矿井车辆内部乘员所携带的标签进行定位，确定标签在车内的精确位置信息，通过总线发送给车辆定位器；车辆定位器在与基站的定位过程中将标签的车内位置信息以及车辆定位器的标识发送给基站。本申请保证了车内读卡器对车内人员定位的准确性，另外，由于不需要人员主动刷标签，可以有效防止漏刷卡，使定位数据更加可靠，同时可以对车辆进行精确定位。

Description

一种矿用车辆定位设备及定位方法

技术领域

本发明属于矿井人员定位技术领域，涉及一种矿用车辆定位及车内人员定位设备及定位方法。

背景技术

随着国家对煤矿安全生产工作的重视程度日益提高，煤矿对井下人员定位的精度和可靠性的要求也不断攀升。井下光线不足导致视线较差，大型机械工作时噪声非常大，这些因素使得井下工作人员没有足够的反应时间来规避危险，井下大部分区域较为狭窄，设备繁多而且多数为重型机械设备，极易造成严重的人员安全事故，因此通过可靠性高、定位精度高的定位系统监控人员和车辆的轨迹，区分车内和车外人员，并对危险进行预判和报警也是十分必要的。

而目前矿用车辆车厢内人员定位经常会出现不准确，甚至定位失败丢失轨迹的情况，这是因为车厢由金属车体包裹，受到金属屏蔽的影响导致车内人员定位数据不可靠。

矿用车辆内存在一些特定工种人员才能进入并操作的区域，一方面需要记录特定工作人员进入操作区域的时间和操作人员信息，另一方面对闯入该区域的非特定操作人员也需要记录事件和时间戳，因为这种事件往往带来事故隐患。

现在矿用载人车辆普遍使用刷卡方式，以区分车内外人员，人员上车前需要刷一次卡，下车前也需要刷一次卡，通过刷卡来确定车内人员。由于人员上下车需要排队刷卡，所以通行效率低下，而且一旦人员忘记刷卡或者故意不刷卡，其定位数据就会变得不可靠，容易丢失轨迹或者误触发自动防碰撞系统。

发明内容

为了解决相关技术中对车厢内人员定位不准确的问题，本申请提供了一种矿用车辆定位设备及定位方法。具体技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种矿用车辆定位设备，包括:位于矿井车辆内的车内读卡器和位于所述矿井车辆外的车辆定位器，所述车内读卡器与所述车辆定位器通过总线连接，所述车辆定位器通过UWB通信方式与矿井内的基站定位和通信；

所述车内读卡器对所述矿井车辆内人员所携带的标签进行定位，确定所述标签的车内位置信息，所述车内位置信息包括所述标签的卡号以及所述标签在所述矿井车辆内的位置；

所述车内读卡器通过所述总线将所述标签的车内位置信息发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器在与基站的定位过程中将所述标签的车内位置信息以及所述车辆定位器的标识发送给所述基站，以便所述基站将所述车辆定位器的标识、所述标签的车内位置信息上报给上层管理设备。

所述车辆定位器通过分析处理，可以识别特殊工种人员是否进入车内特定的操作岗位，并对非专业人员进入特定操作岗位的事件进行记录，同时将两种事件和时间标签上报给上层管理设备。

可选的，所述车辆定位器接收所述车内读卡器发送的各标签的车内位置信息后，将各标签的车内位置信息与已存储的车内位置信息进行对比，若标签的车内位置信息发生变化，则将最新接收到的所述标签的车内位置信息替换已经存储的所述标签的车内位置信息。

可选的，所述车内读卡器每隔预定时间间隔，将获取到的各个标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器；

或者，

所述车内读卡器每获取一个标签的车内位置信息时，将获取到的所述标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器。

可选的，所述车内读卡器接收所述矿井车辆内标签发送的报警信息，将所述报警信息与所述标签的卡号打包发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器查询存储的具备所述卡号的车内位置信息，将查询到的所述车内位置信息以及对应的所述报警信息上报至所述基站。

可选的，所述车辆定位器接收基站发送的报警指示，所述报警指示包含标签的卡号；

所述车辆定位器在确定存储有所述卡号时，通过所述总线将所述报警指示发送给所述车内读卡器；

所述车内读卡器广播所述报警指示，以触发具备所述卡号的标签根据所述报警指示进行报警。

第二方面，本申请还提供一种矿用车辆定位方法，采用如第一方面以及第一方面各种可选方式中提供的矿用车辆定位设备，所述矿用车辆定位方法包括：

所述车内读卡器对所述矿井车辆内人员所携带的标签进行定位，确定所述标签的车内位置信息，所述车内位置信息包括所述标签的卡号以及所述标签在所述矿井车辆内的位置；

所述车内读卡器通过所述总线将所述标签的车内位置信息发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器在与基站的定位过程中将所述标签的车内位置信息以及所述车辆定位器的标识发送给所述基站，以便所述基站将所述车辆定位器的标识、所述标签的车内位置信息上报给上层管理设备。

可选地，所述矿用车辆定位方法还包括：

所述车辆定位器接收所述车内读卡器发送的各标签的车内位置信息后，将各标签的车内位置信息与已存储的车内位置信息进行对比，若标签的车内位置信息发生变化，则将最新接收到的所述标签的车内位置信息替换已经存储的所述标签的车内位置信息。

可选地，所述车内读卡器通过所述总线将所述标签的车内位置信息发送给所述车辆定位器，包括：

所述车内读卡器每隔预定时间间隔，将获取到的各个标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器；

或者，

所述车内读卡器每获取一个标签的车内位置信息时，将获取到的所述标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器。

可选地，所述矿用车辆定位方法还包括：

所述车内读卡器接收所述矿井车辆内标签发送的报警信息，将所述报警信息与所述标签的卡号打包发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器查询存储的具备所述卡号的车内位置信息，将查询到的所述车内位置信息以及对应的所述报警信息上报至所述基站。

可选地，所述矿用车辆定位方法还包括：

所述车辆定位器接收基站发送的报警指示，所述报警指示包含标签的卡号；

所述车辆定位器在确定存储有所述卡号时，通过所述总线将所述报警指示发送给所述车内读卡器；

所述车内读卡器广播所述报警指示，以触发具备所述卡号的标签根据所述报警指示进行报警。

本申请至少可以实现如下有益效果：

通过车内读卡器自动定位人员所持有的标签所在位置，并通过总线传递给车辆定位器，保证了车内读卡器对车内人员定位的准确性，另外，由于不需要人员主动刷标签，可以有效防止漏刷卡，使定位数据更加可靠。

另外，通过车内读卡器可以将上层管理设备需要发送给人员的报警指示安全有效地传递给人员所持有的标签，使标签根据报警指示进行报警，在危险情况下的可以有效提高人员警报的送达率。

类似的，通过车内读卡器将人员所持有的标签的报警信息传递给车辆定位器，并进一步通过基站传递给上层管理设备，在危险情况下，可以有效接收到人员的报警信息以及所在车辆的位置，为救援提供有效的判定依据。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请一个实施例中提供的矿用车辆定位设备的示意图；

图2是本申请一个实施例中提供的矿用车辆定位方法的方法流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本申请一个实施例中提供的矿用车辆定位设备的示意图，本申请提供的矿用车辆定位设备可以包括：位于矿井车辆内的车内读卡器10和位于所述矿井车辆外的车辆定位器20，所述车内读卡器10与所述车辆定位器20通过总线(比如485总线)电性连接，所述车辆定位器20通过UWB通信方式与矿井内的基站连接。

所述车内读卡器10对所述矿井车辆内人员所携带的标签30进行定位，确定所述标签30的车内位置信息，所述车内位置信息包括所述标签30的卡号以及所述标签30在所述矿井车辆内的位置。

可选的，车内读卡器10可以位于矿井车辆的预定位置，比如位置矿井车辆车厢内头部位置。

可选的，车内读卡器10可以通过UWB通信方式与标签30卡进行通信，车内读卡器10可以获取到标签30卡的距离，当车内读卡器10位于车厢固定位置时，则可以根据标签30卡至车内读卡器10之间的距离，确定标签30卡在车内的位置。

进一步的，为了更进一步提高标签30卡在车内的位置，车内读卡器10可以为多个，多个车顶定位器多标签30卡的位置进行判定，以精确定位标签30库在车内的二维坐标。

所述车内读卡器10在获取到标签30卡的车内位置信息后，通过所述总线将所述标签30的车内位置信息发送给所述车辆定位器20。由于总线不受金属车厢的信号屏蔽影响，可以保证车内标签30卡的位置信息被安全有效地传递至车厢外的车辆定位器20。

所述车辆定位器20在与基站的定位过程中将所述标签30的车内位置信息以及所述车辆定位器20的标识发送给所述基站，以便所述基站将所述车辆定位器20的标识、所述标签30的车内位置信息上报给上层管理设备。

这样，上层管理设备可以获知矿井车辆的位置(即车辆定位器20所在位置)以及车辆内人员在车内的位置，上层管理设备可以将车辆的位置、车辆内人员所携带的标签30卡的卡号、该标签30卡在车内的位置进行对应存储并显示，以便对井下人员车内车外情况的管理。

在一种可能的实现方式中，车辆内人员可能会走动，从而改变了所持有的标签30卡在车辆内的位置，因此车内读卡器10获取的该标签30卡的车内位置信息也会发生变化，进一步的，车内读卡器10上报给车辆定位器20的该标签30卡的车内位置信息也会发生变化。为了保证管理人员可以实时监控到车内人员的走动情况，所述车辆定位器20接收所述车内读卡器10发送的各标签30的车内位置信息后，将各标签30的车内位置信息与已存储的车内位置信息进行对比，若标签30的车内位置信息发生变化，则将最新接收到的所述标签30的车内位置信息替换已经存储的所述标签30的车内位置信息。

所述车内读卡器10通过所述总线将所述标签30的车内位置信息发送给所述车辆定位器20时，至少可以通过如下两种方式实现：

第一种方式，所述车内读卡器10每隔预定时间间隔，将获取到的各个标签30的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器20。通过这种方式，可以减少车内读卡器10与车辆定位器20上总线的压力。

第二种方式，所述车内读卡器10每获取一个标签30的车内位置信息时，将获取到的所述标签30的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器20。通过这种方式，可以实时将新定位到的车内标签30的车内位置信息上报给车辆定位器20，保证了定位信息上报的实时性。

在一种常见的场景中，当车内人员发生危险时，可以通过控制标签30卡，让标签30卡产生报警信息并进一步提示给上层管理设备，这种情况下，所述车内读卡器10接收所述矿井车辆内标签30发送的报警信息，将所述报警信息与所述标签30的卡号打包发送给所述车辆定位器20。对应的，所述车辆定位器20查询存储的具备所述卡号的车内位置信息，将查询到的所述车内位置信息以及对应的所述报警信息上报至所述基站。

在另一种常见的场景中，上层管理设备需要触发车内人员进行报警提示，比如发生危险时，确定人员在车辆的情况，此时，所述车辆定位器20可以接收基站发送的报警指示，所述报警指示包含标签30的卡号；所述车辆定位器20在确定存储有所述卡号时，通过所述总线将所述报警指示发送给所述车内读卡器10；所述车内读卡器10广播所述报警指示，以触发具备所述卡号的标签30根据所述报警指示进行报警。

综上所述，本申请提供的矿用车辆定位设备，通过车内读卡器自动定位人员所持有的标签所在位置，并通过总线传递给车辆定位器，保证了车内读卡器对车内人员定位的准确性，另外，由于不需要人员主动刷标签，可以有效防止漏刷卡，使定位数据更加可靠。

另外，通过车内读卡器可以将上层管理设备需要发送给人员的报警指示安全有效地传递给人员所持有的标签，使标签根据报警指示进行报警，在危险情况下的可以有效提高人员警报的送达率。

类似的，通过车内读卡器将人员所持有的标签的报警信息传递给车辆定位器，并进一步通过基站传递给上层管理设备，在危险情况下，可以有效接收到人员的报警信息以及所在车辆的位置，为救援提供有效的判定依据。

图2是本申请一个实施例中提供的矿用车辆定位方法的方法流程图，本申请提供的矿用车辆定位方法采用如图1所示的矿用车辆定位设备，该矿用车辆定位方法可以包括如下步骤：

步骤201，车内读卡器对矿井车辆内人员所携带的标签进行定位，确定该标签的车内位置信息；

车内位置信息包括标签的卡号以及该标签在矿井车辆内的位置。

步骤202，车内读卡器通过总线将标签的车内位置信息发送给车辆定位器；

在一种可能的实现方式中，车内读卡器每隔预定时间间隔，将获取到的各个标签的车内位置信息通过总线发送给车辆定位器。通过这种方式，可以减少车内读卡器与车辆定位器上总线的压力。

在另一种可能的实现方式中，车内读卡器每获取一个标签的车内位置信息时，将获取到的标签的车内位置信息通过总线发送给车辆定位器。通过这种方式，可以实时将新定位到的车内标签的车内位置信息上报给车辆定位器，保证了定位信息上报的实时性。

在实际应用中，车辆定位器会将车内读卡器发送的标签的车内位置信息进行存储，也就是说，在步骤202之后，本申请提供的矿用车辆定位方法还可以包括：车辆定位器接收车内读卡器发送的各标签的车内位置信息后，将各标签的车内位置信息与已存储的车内位置信息进行对比，若标签的车内位置信息发生变化，则将最新接收到的标签的车内位置信息替换已经存储的标签的车内位置信息。

步骤203，车辆定位器在与基站的定位过程中将标签的车内位置信息以及车辆定位器的标识发送给基站，以便基站将车辆定位器的标识、标签的车内位置信息上报给上层管理设备。

在一种常见的场景中，当车内人员发生危险时，可以通过控制标签，让标签产生报警信息并进一步提示给上层管理设备，这种情况下，矿用车辆定位方法还可以包括如下步骤：

步骤S11，车内读卡器接收矿井车辆内标签发送的报警信息，将报警信息与标签的卡号打包发送给车辆定位器；

步骤S12，车辆定位器查询存储的具备卡号的车内位置信息，将查询到的车内位置信息以及对应的报警信息上报至基站。

在另一种常见的场景中，上层管理设备需要触发车内人员进行报警提示，比如发生危险时，确定人员在车辆的情况，此时，矿用车辆定位方法还可以包括如下步骤：

步骤S21，车辆定位器接收基站发送的报警指示，报警指示包含标签的卡号；

步骤S22，车辆定位器在确定存储有卡号时，通过总线将报警指示发送给车内读卡器；

步骤S23，车内读卡器广播报警指示，以触发具备卡号的标签根据报警指示进行报警。

综上所述，本申请提供的矿用车辆定位方法，通过车内读卡器自动定位人员所持有的标签所在位置，并通过总线传递给车辆定位器，保证了车内读卡器对车内人员定位的准确性，另外，由于不需要人员主动刷标签，可以有效防止漏刷卡，使定位数据更加可靠。

另外，通过车内读卡器可以将上层管理设备需要发送给人员的报警指示安全有效地传递给人员所持有的标签，使标签根据报警指示进行报警，在危险情况下的可以有效提高人员警报的送达率。

类似的，通过车内读卡器将人员所持有的标签的报警信息传递给车辆定位器，并进一步通过基站传递给上层管理设备，在危险情况下，可以有效接收到人员的报警信息以及所在车辆的位置，为救援提供有效的判定依据。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种矿用车辆定位设备，其特征在于，所述矿用车辆定位设备包括:位于矿井车辆内的车内读卡器和位于所述矿井车辆外的车辆定位器，所述车内读卡器与所述车辆定位器通过总线连接，所述车辆定位器通过UWB通信方式与矿井内的基站定位并通信；

所述车内读卡器对所述矿井车辆内人员所携带的标签进行定位，确定所述标签的车内位置信息，所述车内位置信息包括所述标签的卡号以及所述标签在所述矿井车辆内的位置；

所述车内读卡器通过所述总线将所述标签的车内位置信息发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器通过分析处理，可以识别特殊工种人员是否进入车内特定的操作岗位，并对非专业人员进入特定操作岗位的事件进行记录，同时将两种事件和时间标签上报给上层管理设备。

所述车辆定位器在与基站的定位过程中将所述标签的车内位置信息以及所述车辆定位器的标识发送给所述基站，以便所述基站将所述车辆定位器的标识、所述标签的车内位置信息上报给上层管理设备。

2.根据权利要求1所述的矿用车辆定位设备，其特征在于，所述车辆定位器接收所述车内读卡器发送的各标签的车内位置信息后，将各标签的车内位置信息与已存储的车内位置信息进行对比，若标签的车内位置信息发生变化，则将最新接收到的所述标签的车内位置信息替换已经存储的所述标签的车内位置信息。

3.根据权利要求1所述的矿用车辆定位设备，其特征在于，所述车内读卡器每隔预定时间间隔，将获取到的各个标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器；

或者，

所述车内读卡器每获取一个标签的车内位置信息时，将获取到的所述标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器。

4.根据权利要求1所述的矿用车辆定位设备，其特征在于，所述车内读卡器接收所述矿井车辆内标签发送的报警信息，将所述报警信息与所述标签的卡号打包发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器查询存储的具备所述卡号的车内位置信息，将查询到的所述车内位置信息以及对应的所述报警信息上报至所述基站。

5.根据权利要求1所述的矿用车辆定位设备，其特征在于，所述车辆定位器接收基站发送的报警指示，所述报警指示包含标签的卡号；

所述车辆定位器在确定存储有所述卡号时，通过所述总线将所述报警指示发送给所述车内读卡器；

所述车内读卡器广播所述报警指示，以触发具备所述卡号的标签根据所述报警指示进行报警。

6.一种矿用车辆定位方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一所述的矿用车辆定位设备，所述矿用车辆定位方法包括：

所述车内读卡器对所述矿井车辆内人员所携带的标签进行定位，确定所述标签的车内位置信息，所述车内位置信息包括所述标签的卡号以及所述标签在所述矿井车辆内的位置；

所述车内读卡器通过所述总线将所述标签的车内位置信息发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器在与基站的定位过程中将所述标签的车内位置信息以及所述车辆定位器的标识发送给所述基站，以便所述基站将所述车辆定位器的标识、所述标签的车内位置信息上报给上层管理设备。

7.根据权利要求6所述的矿用车辆定位方法，其特征在于，所述矿用车辆定位方法还包括：

所述车辆定位器接收所述车内读卡器发送的各标签的车内位置信息后，将各标签的车内位置信息与已存储的车内位置信息进行对比，若标签的车内位置信息发生变化，则将最新接收到的所述标签的车内位置信息替换已经存储的所述标签的车内位置信息。

8.根据权利要求6所述的矿用车辆定位方法，其特征在于，所述车内读卡器通过所述总线将所述标签的车内位置信息发送给所述车辆定位器，包括：

所述车内读卡器每隔预定时间间隔，将获取到的各个标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器；

或者，

所述车内读卡器每获取一个标签的车内位置信息时，将获取到的所述标签的车内位置信息通过所述总线发送给所述车辆定位器。

9.根据权利要求6所述的矿用车辆定位方法，其特征在于，所述矿用车辆定位方法还包括：

所述车内读卡器接收所述矿井车辆内标签发送的报警信息，将所述报警信息与所述标签的卡号打包发送给所述车辆定位器；

所述车辆定位器查询存储的具备所述卡号的车内位置信息，将查询到的所述车内位置信息以及对应的所述报警信息上报至所述基站。

10.根据权利要求6所述的矿用车辆定位方法，其特征在于，所述矿用车辆定位方法还包括：

所述车辆定位器接收基站发送的报警指示，所述报警指示包含标签的卡号；

所述车辆定位器在确定存储有所述卡号时，通过所述总线将所述报警指示发送给所述车内读卡器；

所述车内读卡器广播所述报警指示，以触发具备所述卡号的标签根据所述报警指示进行报警。

11.根据权利要求6所述的矿用车辆定位方法，其特征在于，所述矿用车辆定位方法还包括：

所述车辆定位器通过分析处理，可以识别特殊工种人员是否进入车内特定的操作岗位，并对非专业人员进入特定操作岗位的事件进行记录，同时将两种事件和时间标签上报给上层管理设备。

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