基于多传感器融合的巷道安全监测方法及系统

本申请涉及矿山安全监测，具体涉及基于多传感器融合的巷道安全监测方法及系统。

背景技术：

1、在矿山、隧道等地下工程领域，巷道安全监测是确保作业人员生命安全和工程稳定运行的关键环节。传统的巷道安全监测方法多依赖人工巡检和定点监测，例如使用激光测距仪、经纬仪等设备进行定期测量，以评估巷道的结构稳定性和潜在风险。然而，这些方法存在明显的局限性，人工巡检效率低，难以实现持续监测；定点监测覆盖范围有限，无法全面反映巷道的动态变化，且受环境因素影响大。

2、近年来，随着传感器技术和物联网的快速发展，基于传感器的巷道安全监测方法逐渐成为研究和应用的热点。例如基于超声波测距的矿巷变形监测系统、通过陀螺仪传感器获取矿巷的倾斜变形信息等，这类方法利用集成在巷道内的传感器网络，实现巷道环境参数的实时采集和远程监控，不间断地监测巷道的结构变化。然而，单一的传感器监测手段由于监测指标单一，难以全面反映巷道的变形状态，且易受复杂的巷道环境影响而导致监测精度不足。

技术实现思路

1、本申请提供了基于多传感器融合的巷道安全监测方法及系统，解决了单一的传感器监测手段由于监测指标单一，且易受复杂的巷道环境影响而导致监测精度不足的技术问题，达到了提高巷道安全监测的准确性和可靠性的技术效果。

2、鉴于上述问题，一方面，本申请提供了基于多传感器融合的巷道安全监测方法，所述方法包括：获取集成监测模块，所述集成监测模块通过将多传感器集成在电路板上获取，其中，所述多传感器包括超声波传感器、陀螺仪传感器以及蜂鸣模块；所述集成监测模块接收所述超声波传感器传输的巷道距离监测信号，和所述陀螺仪传感器传输的巷道姿态监测信号；将所述巷道距离监测信号和所述巷道姿态监测信号输入巷道安全风险识别模型中进行信号异常分析，输出巷道安全指标；将所述巷道安全指标输入所述蜂鸣模块中，所述蜂鸣模块根据所述巷道安全指标匹配蜂鸣预警信号，基于所述蜂鸣预警信号进行巷道安全预警。

3、另一方面，本申请还提供了基于多传感器融合的巷道安全监测系统，所述系统包括：集成监测单元，所述集成监测单元用于获取集成监测模块，所述集成监测模块通过将多传感器集成在电路板上获取，其中，所述多传感器包括超声波传感器、陀螺仪传感器以及蜂鸣模块；信号接收单元，所述信号接收单元用于通过所述集成监测模块接收所述超声波传感器传输的巷道距离监测信号，和所述陀螺仪传感器传输的巷道姿态监测信号；异常分析单元，所述异常分析单元用于将所述巷道距离监测信号和所述巷道姿态监测信号输入巷道安全风险识别模型中进行信号异常分析，输出巷道安全指标；安全预警单元，所述安全预警单元用于将所述巷道安全指标输入所述蜂鸣模块中，所述蜂鸣模块根据所述巷道安全指标匹配蜂鸣预警信号，基于所述蜂鸣预警信号进行巷道安全预警。

4、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

5、获取集成监测模块，所述集成监测模块通过将多传感器集成在电路板上获取，其中，所述多传感器包括超声波传感器、陀螺仪传感器以及蜂鸣模块；所述集成监测模块接收所述超声波传感器传输的巷道距离监测信号，和所述陀螺仪传感器传输的巷道姿态监测信号；将所述巷道距离监测信号和所述巷道姿态监测信号输入巷道安全风险识别模型中进行信号异常分析，输出巷道安全指标；将所述巷道安全指标输入所述蜂鸣模块中，所述蜂鸣模块根据所述巷道安全指标匹配蜂鸣预警信号，基于所述蜂鸣预警信号进行巷道安全预警。

6、综上所述，本申请集成监测模块将超声波传感器、陀螺仪传感器以及蜂鸣预警模块等多元传感器集成于同一平台，实现了对巷道距离、姿态等多维度数据的全面捕捉。这一集成设计不仅提高了数据采集的效率，还通过数据融合增强了监测结果的准确性和可靠性，有效避免了单一传感器可能因局部故障或环境因素导致的监测盲点和误差。此外，本申请还引入复杂的巷道安全风险识别模型，对传感器传输的信号进行深度分析，识别异常模式，从而精确评估巷道的安全状态，并通过蜂鸣模块根据安全指标匹配预警信号，实现了对巷道安全状况的即时反馈，极大地提高了巷道安全监测的效率和实用性，为矿山安全生产提供有力保障。

7、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.基于多传感器融合的巷道安全监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述巷道距离监测信号和所述巷道姿态监测信号输入巷道安全风险识别模型中进行信号异常分析，方法包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，输出所述巷道距离监测信号，方法包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集成监测模块包括oled模块和存储模块，所述oled模块用于将所述集成监测模块测得的信号显示在oled屏幕，所述存储模块用于将所述集成监测模块测得的信号进行备份存储。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜂鸣模块根据所述巷道安全指标匹配蜂鸣预警信号，方法包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述巷道距离监测信号和所述巷道姿态监测信号输入巷道安全风险识别模型中进行信号异常分析之前，方法还包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，记录所述陀螺仪传感器的放置位置后，方法还包括：

9.基于多传感器融合的巷道安全监测系统，其特征在于，所述系统用于执行权利要求1-8任一项所述的方法，所述系统包括：

技术总结
本申请提供了基于多传感器融合的巷道安全监测方法及系统，涉及矿山安全监测技术领域，通过将多传感器集成在电路板上获取集成监测模块，其中，多传感器包括超声波传感器、陀螺仪传感器以及蜂鸣模块；集成监测模块接收超声波传感器传输的巷道距离监测信号，和陀螺仪传感器传输的巷道姿态监测信号；将巷道距离监测信号和巷道姿态监测信号输入巷道安全风险识别模型中进行信号异常分析，输出巷道安全指标；将巷道安全指标输入蜂鸣模块中匹配蜂鸣预警信号，基于蜂鸣预警信号进行巷道安全预警。本申请解决了单一的传感器监测手段由于监测指标单一，且易受环境影响而导致监测精度不足的技术问题，达到了提高巷道安全监测的准确性和可靠性的技术效果。

技术研发人员：陈俊智,王晟迪,任春芳
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5