矿山人员及移动终端设备精确定位系统及定位方法与流程

本发明涉及精确定位，具体为矿山人员及移动终端设备精确定位系统及定位方法。

背景技术：

1、矿产开采产业属于危险系数较高的传统工业；为了进一步提升煤矿安全生产水平，利用高新技术进行煤矿智能化建设成为煤矿产业发展的必然之路。

2、但是在现有技术中，矿山区域运转时无法对矿山人员和移动终端设备进行定位管控，以至于矿山区域运转时无法及时调度，同时无法对矿山区域内定位进行环境影响分析，以至于实时定位效率低下，此外，不能够根据定位位置进行矿山区域通行安全评估。

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出矿山人员及移动终端设备精确定位系统及定位方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、矿山人员及移动终端设备精确定位系统，包括定位管理平台，定位管理平台通讯连接有人员定位单元、移动终端定位单元、定位准确性分析单元、实时误差分析单元以及定位安全预警单元；

4、人员定位单元对矿山区域内实时矿山人员进行定位，移动终端定位单元对矿山区域内移动终端设备进行实时定位，同时人员定位单元和移动终端定位单元完成位置定位采集后，生成定位准确性分析信号并将定位准确性分析信号发送至定位准确性分析单元，定位准确性分析单元接收到定位准确性分析信号后，对当前矿山区域定位进行准确性评估；

5、实时误差分析单元对矿山区域内矿山人员和移动终端设备的定位进行误差分析，通过当前矿山区域定位采集环境进行定位误差分析；定位安全预警单元对矿山区域进行定位安全预警，根据矿山区域内矿山人员和移动终端设备的实时定位分析。

6、作为本发明的一种优选实施方式，人员定位单元的运行过程如下：

7、获取矿山区域的道路通行方向，并根据矿山区域道路通行方向在道路两侧设置信号接收器，且两个信号接收器信号累计范围覆盖整个矿山区域，将矿山人员进行矿山区域时携带信号发射器，在矿山人员接收通行指令且进入矿山区域时，矿山人员处于矿山区域入口时，信号发射器发射信号至两个信号接收器，两个信号接收器接收信号后给予信号反馈至信号发射器，在判断当前信号通讯正常，予以进入；

8、以矿山人员进入矿山区域的时刻设定为工作执行时刻，并将系统当前时刻与工作执行时刻构建实时工作时段，根据矿山人员的移动速度设置信号采集时段阈值，并将当前实时工作时段由信号采集时段阈值进行划分，根据划分后时刻点作为信号传输时刻，在信号传输时刻以矿山人员的实时位置信号发射器发送至信号接收器，并根据矿山人员实时位置与两个信号接收器位置的间距分别作为两个信号传输的信号波，并根据两个信号波的交点设定为矿山人员预设位置，并根据实时工作时段首个信号传输时刻的矿山人员预设位置，与矿山人员进入矿山区域入口位置进行分析，并根据矿山人员的通行速度将两个矿山人员预设位置中近距离的矿山人员预设位置标记为矿山人员确定位置，并根据相邻信号传输时刻对应矿山人员预设位置与首个矿山人员确定位置进行比对，依此类推获取到矿山人员的实时确定位置，且发送至定位管理平台。

9、作为本发明的一种优选实施方式，移动终端定位单元的运行过程如下：

10、根据矿山区域内移动终端设备的通行路线以及移动终端设备的设定平均通行速度，将移动终端设备的通行路线内若干个位置点设定预设到达时刻，移动终端设备进入矿山区域后，将通行路线划分为实时监控路段和非实时监控路段，实时监控表示为当前路段完成被摄像头覆盖，非实时监控则表示为当前路段未完全被摄像头覆盖；

11、移动终端设备进入矿山区域通行时，对实时监控路段进行通行检测，结合当前实时监控路段涵盖位置点的预设到达时刻，与当前监测时刻进行比对，若时刻偏差未超过时间偏差阈值，则判定当前通行无偏差，并将当前通行的位置点设定为符合预设点位；当前实时监控路段与非实时监控路段相邻时，对非实时监控路段内移动终端设备内速度传感器上传的通行速度进行分析；

12、若当前非实时监控路段内通行速度与实时监控路段内通行速度无偏差，则根据实时监控路段与非实时监控路段交界位置为起始点，根据实时通行速度同时结合位置点的预设到达时刻，计算出当前移动终端设备的通行位置，若非实时监控路段内涵盖位置点的通行时刻与预设到达时刻无偏差则判定当前非实时监控路段的段内通行正常；并在非实时监控路段完成通行后，若相邻实时监控路段的移动终端设备位置采集时刻与当前交界位置处通行时刻，则判定完成通行的非实时监控路段为符合预设通行，并根据当前实时监控路段进行移动终端设备位置监控，在移动终端设备通行过程中将实时监测位置发送至定位管理平台。

13、作为本发明的一种优选实施方式，定位准确性分析单元的运行过程如下：

14、获取到矿山区域运转过程中矿山人员通行目的位置的预设时刻与实际时刻的时长偏差，并将实时时长偏差未处于预设时长偏差范围的频率进行采集，获取到矿山区域运转过程中移动终端设备相邻通行周期通行平均速度恒定时，对应相邻通行周期的通行耗时最大偏差值的浮动跨度，并将其分别与未处于范围频率阈值和耗时偏差值浮动跨度阈值进行比较：

15、若实时时长偏差未处于预设时长偏差范围的频率超过未处于范围频率阈值，或者对应相邻通行周期的通行耗时最大偏差值的浮动跨度超过耗时偏差值浮动跨度阈值，则判定当前矿山区域内定位准确性分析异常，生成定位低准确性信号并将定位低准确性信号发送至定位管理平台；

16、若实时时长偏差未处于预设时长偏差范围的频率未超过未处于范围频率阈值，且对应相邻通行周期的通行耗时最大偏差值的浮动跨度未超过耗时偏差值浮动跨度阈值，则判定当前矿山区域内定位准确性分析正常，生成定位高准确性信号并将定位高准确性信号发送至定位管理平台。

17、作为本发明的一种优选实施方式，实时误差分析单元的运行过程如下：

18、将矿山区域内矿山人员和移动终端设备定位统一标记为通行定位操作，获取到通行定位操作执行过程中多径传播阶段内，信号传输间距中存在阻碍信号传输的障碍物对应区域占地面积，其中多径传播表示为一种传播现象；同时获取到信号预设传输的视距距离与信号预设传输的实际非视距距离的偏差值，并将其进行分析：

19、若信号传输间距中存在阻碍信号传输的障碍物对应区域占地面积超过区域占地面积阈值，或者信号预设传输的视距距离与信号预设传输的实际非视距距离的偏差值超过距离偏差值阈值，则判定矿山区域内实时误差分析异常，生成误差分析异常信号并将误差分析异常信号发送至定位管理平台，定位管理平台接收到误差分析异常信号后，对当前矿山区域内信号接收器的位置进行重新规划，并根据通行路段将当前定位操作执行时所处位置进行错开；

20、若信号传输间距中存在阻碍信号传输的障碍物对应区域占地面积未超过区域占地面积阈值，且信号预设传输的视距距离与信号预设传输的实际非视距距离的偏差值未超过距离偏差值阈值，则判定矿山区域内实时误差分析正常，生成误差分析正常信号并将误差分析正常信号发送至定位管理平台。

21、作为本发明的一种优选实施方式，定位安全预警单元的运行过程如下：

22、根据当前时刻矿山人员和移动终端设备的实时定位位置，结合历史时刻的定位位置以及当前道路路线，推断出矿山人员的预设移动路线和移动终端设备的预设移动路线，并根据预设移动路线完成通行的通行位置点增加数量，则预设移动路线作为实时移动路线的概率上升；

23、获取到矿山人员的预设移动路线和移动终端设备的预设移动路线的交界点，根据当前矿山人员和移动终端设备的通行速度获取到对应路线交界点的预设通行时刻，并采集到矿山人员和移动终端设备对应交界点预设通行时刻的时长偏差值，同时根据矿山人员的预设移动路线和移动终端设备的预设移动路线对应位置点的预设通行时刻，并根据预设通行时刻获取到矿山人员与移动终端设备相向移动时段，获取到相向移动时段内矿山人员与移动终端设备累计通行占地面积与当前道路通行区域面积的占比增加峰值，并将相向移动时段内矿山人员与移动终端设备累计通行占地面积与当前道路通行区域面积的占比增加峰值、矿山人员和移动终端设备对应交界点预设通行时刻的时长偏差值分别与占比增加峰值阈值和时长偏差值阈值进行比较。

24、作为本发明的一种优选实施方式，若相向移动时段内矿山人员与移动终端设备累计通行占地面积与当前道路通行区域面积的占比增加峰值超过占比增加峰值阈值，或者矿山人员和移动终端设备对应交界点预设通行时刻的时长偏差值未超过时长偏差值阈值，则判定矿山区域内定位安全预警分析异常，生成通行异常信号并将通行异常信号发送至定位管理平台，定位管理平台接收到通行异常信号后，根据矿山人员和移动终端设备的实时通行位置进行移动路线错开；

25、若相向移动时段内矿山人员与移动终端设备累计通行占地面积与当前道路通行区域面积的占比增加峰值未超过占比增加峰值阈值，且矿山人员和移动终端设备对应交界点预设通行时刻的时长偏差值超过时长偏差值阈值，则判定矿山区域内定位安全预警分析正常，生成通行正常信号并将通行正常信号发送至定位管理平台。

26、矿山人员及移动终端设备精确定位方法，具体方法步骤如下：

27、步骤一、人员定位，对矿山人员进行实时定位；对矿山区域内实时矿山人员进行定位，便于时刻获取到矿山人员的实时位置，便于矿山区域运转时提高人员调度效率；

28、步骤二、移动终端设备定位，对矿山区域内通行的移动终端设备进行实时定位；对矿山区域内移动终端设备进行实时定位，提高了移动终端设备的监管力度，便于在矿山区域工作量增加时能够准确进行调度；

29、步骤三、实时定位准确性分析；对当前矿山区域定位进行准确性评估，判断当前矿山区域内移动定位是否满足实际需求，避免调度过程中预设时刻出现偏差，影响矿山区域的运转效率；

30、步骤四、误差分析，将当前矿山区域实时定位进行误差检测；通过当前矿山区域定位采集环境进行定位误差分析，便于对实时定位进行准确预警；

31、步骤五、定位安全预警，完成误差检测后，根据人员位置与移动终端设备位置，进行安全预警；对矿山区域进行定位安全预警，根据矿山区域内矿山人员和移动终端设备的实时定位分析，推断当前矿山人员和移动终端设备是否存在碰撞风险或者是否存在拥堵风险。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、1、本发明中，对矿山区域内实时矿山人员进行定位，便于时刻获取到矿山人员的实时位置，便于矿山区域运转时提高人员调度效率，同时能够根据矿山人员位置进行区域通行安全预警，提高了矿山人员的移动安全性；对矿山区域内移动终端设备进行实时定位，提高了移动终端设备的监管力度，便于在矿山区域工作量增加时能够准确进行调度，同时在移动终端设备执行过程中能够对其通行安全性进行监管，保证矿山区域的运转安全性。

34、本发明中，对当前矿山区域定位进行准确性评估，判断当前矿山区域内移动定位是否满足实际需求，避免调度过程中预设时刻出现偏差，影响矿山区域的运转效率；对矿山区域内矿山人员和移动终端设备的定位进行误差分析。

35、本发明中，通过当前矿山区域定位采集环境进行定位误差分析，便于对实时定位进行准确预警，避免当前定位环境异常导致定位准确性降低，影响矿山区域内调度以及位置管控效率；对矿山区域进行定位安全预警，根据矿山区域内矿山人员和移动终端设备的实时定位分析，推断当前矿山人员和移动终端设备是否存在碰撞风险或者是否存在拥堵风险，提高了矿山区域内通行管控效率，保证矿山区域内生产执行的稳定性。