CN101127149B - 人员计步定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人员计步定位方法，采用传感器技术、嵌入式系统和微波技术。解决了现有矿井井下人员跟踪定位系统和人员定位安全管理系统不能达到相对精确定位的缺点，给出了一种新的定位技术及其定位方法，以某一位置为参考点，根据人员的步数来确定其具体位置。

Description

人员计步定位方法
技术领域
本发明涉及一种人员计步定位方法，尤其是用于井下人员跟踪定位系统解决井下人员相对精确定位的方法。
技术背景
井上定位现在有GPS全球定位系统，而在地面之下GPS不能发挥其作用，它属于灰色地理信息系统的一部分，如何实现井下人员的定位，这是一个世界性的问题，许多科学家、工程技术人员为之努力。现在用于井下人员定位的产品，主要是区域定位，不能达到相对精确的定位，当井下发生危险时，不利于人员搜救，为了实现相对精确定位，需要设计一种人员计步定位技术来解决井下人员的定位。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种人员计步定位方法，尤其是提供用于井下人员计步定位技术来解决井下人员相对精确定位的方法。通过计步定位来确定人的具体位置，当井下发生危险时，在短时间内实施营救。
本发明解决上述技术问题的原理是：
在井下一维空间，定位的对向是人，人每走一步就记录一次，其步数用N表示；正常情况下人行走的步长0-255cm，平均人步长为60cm范围，其步长用S表示，则人相对于某个位置的距离L表示，就是L＝S×N，已知的路线如井下巷道它是一维空间，计算出的L实际就是人所在的位置。
本发明解决上述技术问题是通过以下技术方案来实现的：
(1)通过步伐感测器进行步伐感测；
(2)通过嵌入式系统对所述步骤(1)的感测信号进行处理；
(3)通过微波通讯系统对所述步骤(2)的处理信号进行处理，得到人员计步定位数据。
当人在行走过程中，步伐感测器件在有人前进的姿态变化时给出一信号，给嵌入式系统进行分析处理累加计步再通过微波通讯技术无线的方式发送出去。
所述步伐感测设备包括开关或传感器，所述为机械开关、触摸开关、水银开关、干簧管或导电硅胶；所述传感器为加速度传感器、声传感器、光传感器或磁传感器，其作用是感测人前进的姿态，从而确定人员的走步。
所述嵌入式系统采用现代半导体器件，如微处理器。其作用是把每次感测到的信息进行分析处理然后由寄存器累加计步。
所述微波通信系统是射频芯片或者微波模块，其作用是对采集到的步数以无线的方式发送出去，发送时间可以每走一步发射一次，或人为设定多长时间，间隔多少步，多少距离发射一次。
本发明提供的另一种优选人员计步定位方法，所述步骤(2)的嵌入式系统和步骤(3)的微波通讯系统是集成的。
在实际工作过程中，人在行走时，步伐感测器件在人有前进的姿态变化时给出一信号传给嵌入式系统进行分析处理累计计步再通过微波通讯技术无线的方式发出去。
本发明的人员计步定位方法具有以下优点：方法和设备简单可靠，使用方便，安全精确，适用于各类确定的地面路线和井下工作环境，如煤矿及其它金属矿井。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，在附图中：
图1是实现本发明的一种原理框图。
图2是实现本发明的另一种优选原理框图。
具体实施方式
如图1所示的一种人员计步定位方法，包括以下步骤：
(1)人在行走时，通过身体姿态发生的变化，如脚向前迈步，在脚下的鞋内安装一开关或传感器。通过开关的动作来判断人的脚是否离开地面，通过加速度传感器确认人是否向前行走，步伐感测设备可用机械开关、触摸开关、水银开关、干簧管、导电硅胶和加速度传感器、声传感器、光传感器、磁传感器等实现。(2)通过嵌入式系统如51系列、AVR系列、ARM系列单片机，μC/OS系统，LINUX系统对所述步骤(1)的信号进行处理；(3)通过微波通讯系统射频芯片或者微波模块，如TI，NORDIC、ATMEL、ADI、FREESCALE等公司生产的ZigBee技术的2.4 GHz、频带为315MHz、433MHz、868MHz与915MHz射频芯片或者这些频段的无线通讯模块。对所述步骤(2)的处理信号进行处理，得到人员计步定位数据。所述处理是指对相关的信号通过软件进行处理。
如图1所示的本发明提供的另一种优选人员计步定位方法，所述步骤(2)的嵌入式系统和步骤(3)的微波通讯系统是集成的。

Claims (3)

1.一种井下人员计步定位方法，用于确定井下人员的具体位置，包括以下步骤：
(1)通过步伐感测器进行步伐感测；
(2)通过嵌入式系统对所述步骤(1)的感测信号进行处理；
(3)通过微波通讯系统对所述步骤(2)处理得到的信号进行处理，得到井下人员计步定位数据。
2.根据权利要求1所述的井下人员计步定位方法，所述步骤(2)的嵌入式系统和步骤(3)的微波通讯系统是集成的。
3.根据权利要求1或2所述的井下人员计步定位方法，所述步伐感测器包括开关或传感器，所述开关为机械开关、触摸开关、水银开关、干簧管或导电硅胶；所述传感器为加速度传感器、声传感器、光传感器或磁传感器；所述嵌入式系统为含微处理器的系统；所述微波通讯系统为微波芯片或微波模块。
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