CN110646762B

CN110646762B - 隧道内人员位置监测系统、方法和计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN110646762B
Application number: CN201810669733.2A
Authority: CN
Inventors: 刘广松; 王春娟
Original assignee: Suzhou Touchair Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Touchair Technology Co ltd
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: CN110646762A

Abstract

本发明实施方式公开了隧道内人员位置监测系统、方法和计算机可读存储介质。超声发送设备，布置于隧道内的人员身上，用于发射第一超声定位信号；第一超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第一定位标识信号；第二超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第二定位标识信号；信号处理器，用于接收所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，基于所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员的人员位置信息；通讯设备，布置于隧道上方地面上且与所述信号处理器有线连接，用于将所述人员位置信息发送到服务器。

Description

隧道内人员位置监测系统、方法和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及超声定位(application)技术领域，特别地，涉及隧道内人员位置监测系统、方法和计算机可读存储介质。

背景技术

隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

隧道的建筑施工环境艰苦恶劣，工种危险系数高，工作人员人数多，使隧道建筑施工企业面临巨大的管理困难，迫切需求一种能够高效、准确的人员定位监测系统。综合来说，这种需求主要包括人员、跟踪定位、灾后急救等。

目前已经具有在隧道部署定位基站，为工人佩戴射频识别(Radio FrequencyIdentification，RFID)标签的定位方式，能够实现对人员的实时定位。在这种技术中，在隧道洞口安装定位基站，用以接收人员及设备信息卡信息，基站覆盖范围可达200米，完全满足隧道洞口区域覆盖面积。在隧道洞口安装定位器，用以实现精确定位，即可实现考勤、判断人员进出洞、人员信息查询、人员位置信息统计等。在洞内作业车上安装定位基站和定位器，功能类似于洞口处设备功能，旨在判断施工人员在洞内具体位置，如发生事故可立即锁定人员位置及人员数量。在洞口外安装LED显示屏，用以实时了解施工人员位置信息、进出洞时间、考勤情况等。

然而，RFID具有成本问题。而且，在含有金属和水分的环境中，RFID易受干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明实施方式提出隧道内人员位置监测系统、方法和计算机可读存储介质，可以避免隧道环境下信号传输易受干扰问题。

本发明实施方式的技术方案如下：

一种隧道内人员位置监测系统，包括：

超声发送设备，布置于隧道内的人员身上，用于发射第一超声定位信号；

超声接收设备，包括至少两个超声接收器，每个超声接收器布置于隧道上顶面的相同数轴上，该数轴以隧道预设起始点为原点；所述至少两个超声接收器中的第一超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第一定位标识信号；所述至少两个超声接收器中的第二超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第二定位标识信号；

信号处理器，布置于隧道上顶面且与超声接收设备中各个超声接收器有线连接，用于接收所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，基于所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员的人员位置信息；

通讯设备，布置于隧道上方地面上且与所述信号处理器有线连接，用于将所述人员位置信息发送到服务器。

在一个实施方式中，所述第一定位标识信号包含第一超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息，所述第二定位标识信号包含第二超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息。

在一个实施方式中，所述隧道内人员位置信息为超声发送设备相对于所述原点的水平距离。

在一个实施方式中，所述利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员位置信息包括：

基于所述第一定位标识信号和第二定位标识信号，利用超声测距原理测量出第一超声接收器到所述超声发送设备之间的距离L1和第二超声接收器到所述超声发送设备之间的距离L2；

基于所述第一定位标识信息和所述第二定位标识信息，确定所述第一超声接收器和第二超声接收器在所述数轴上的直线距离L3；

基于所述L1、L2和L3，在以所述第一超声接收器、第二超声接收器和超声发送设备为顶点的三角形中利用三角定理计算出所述超声发送设备到靠近所述数轴原点的第一超声接收器的水平距离L4；

基于第一定位标识信息确定所述第一超声接收器端相对于所述数轴原点的距离L5，基于L5确定所述隧道内人员相对于所述数轴原点的水平位置L，其中L＝L4+L5。

在一个实施方式中，还包括：

服务器，用于接收所述人员位置信息，并将该位置信息共享于管理员智能终端。

在一个实施方式中，所述第一超声定位信号包含所述超声发送设备的标识；

所述超声发送设备，还用于接收求援超声发送设备发送的第二超声定位信号，所述第二超声定位信号包含所述求援超声发送设备的标识；并发射包含所述求援超声发送设备的标识和所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三超声定位信号；

第一超声接收器，还用于接收所述第三超声定位信号并生成包含所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三定位标识信号；所述第二超声接收器，还用于接收所述第三超声定位信号并生成包含所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第四定位标识信号；

信号处理器，还用于利用超声测距原理、三角定理、所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点和预定的人员移动速度，计算出所述求援超声发送设备的位置范围。

一种隧道内人员位置监测方法，该方法预先包括：将至少两个超声接收器布置于隧道上顶面的相同数轴上，该数轴以隧道预设起始点为原点；该方法还包括：

布置于隧道内的人员身上的超声发送设备发射第一超声定位信号；

至少两个超声接收器中的第一超声接收器接收所述第一超声定位信号并生成第一定位标识信号；至少两个超声接收器中的第二超声接收器接收所述第一超声定位信号并生成第二定位标识信号；

布置于隧道上顶面且与所述至少两个超声接收器中的每个超声接收器有线连接的信号处理器，接收所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，基于所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员的人员位置信息；布置于隧道上方地面上且与所述信号处理器有线连接的通讯设备，将所述人员位置信息发送到服务器。

在一个实施方式中，所述第一定位标识信号包含第一超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息，所述第二定位标识信号包含第二超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息；或

所述隧道内人员位置信息为超声发送设备相对于所述原点的水平距离；或

所述利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员位置信息包括：

在一个实施方式中，所述第一超声定位信号包含所述超声发送设备的标识；该方法还包括：

所述超声发送设备接收求援超声发送设备发送的第二超声定位信号，所述第二超声定位信号包含所述求援超声发送设备的标识；并发射包含所述求援超声发送设备的标识和所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三超声定位信号；

第一超声接收器还接收所述第三超声定位信号并生成包含所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三定位标识信号；所述第二超声接收器还接收所述第三超声定位信号并生成包含所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第四定位标识信号；

信号处理器还利用超声测距原理、三角定理、所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点和预定的人员移动速度，计算出所述求援超声发送设备的位置范围。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的隧道内人员位置监测方法的步骤。

从上述技术方案可以看出，超声发送设备，布置于隧道内的人员身上，用于发射第一超声定位信号；第一超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第一定位标识信号；第二超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第二定位标识信号；信号处理器，用于接收所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，基于所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员的人员位置信息；通讯设备，布置于隧道上方地面上且与所述信号处理器有线连接，用于将所述人员位置信息发送到服务器。因此，本发明实施方式实现了一种基于超声定位的隧道内人员位置监测方案，可以良好避免隧道环境下信号传输易受干扰问题，并降低成本。

而且，本发明实施方式还实现了针对超声定位信号的接力传递，即使当有超声接收器损坏时，通过将超声定位信号传递到正常超声接收器处，依然可以实现大致定位。

附图说明

图1为根据本发明实施方式的隧道内人员位置监测系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施方式计算被定位点位置的示意图；

图3为根据本发明实施方式隧道内人员位置监测方法的流程图；

图4为本发明实施方式在超声发送设备之间的超声定位信号传递的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明实施方式再作进一步详细的说明。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

图1为根据本发明实施方式的隧道内人员位置监测系统的结构示意图。

如图1所示，该系统包括：

超声接收设备，包括至少两个超声接收器，每个超声接收器布置于隧道上顶面的相同数轴上，该数轴以隧道预设起始点为原点；所述至少两个超声接收器中的第一超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第一定位标识信号；所述至少两个超声接收器中的第二超声接收器用于接收所述第一超声定位信号并生成第二定位标识信号；其中：第一超声信号接收器在接收到第一超声定位信号后，将本身的位置标识信息加载到第一超声定位信号中，生成带有第一超声信号接收器位置信息的第一定位标识信号；第二超声信号接收器在接收到第一超声定位信号后，将本身的位置标识信息加载到第一超声定位信号中，生成带有第二超声信号接收器位置信息的第二定位标识信号；

布置超声接收设备的各个超声接收器过程中，根据超声发送设备所发送超声的功率大小设置各个超声接收器之间的距离，确保超声发送设备所发送的超声信号的作用范围在两个超声接收器之间，即如图1所示，超声发送设备处在第一超声接收器和第二超声接收器之间，超声发送设备所发送的超声信号(即第一超声定位信号)的作用范围内包括第一超声接收器和第二超声接收器。

具体的，在图1中，隧道内人员位置监测系统包括超声发送设备，超声接收设备中的各个超声接收器，信号处理单元，通信单元和服务器。超声发送设备、超声接收器和信号处理器布置于隧道内，通信单元布置于地面上并且与隧道内的信号处理单元有线连接。超声发送设备，布置于隧道内人员身上，用于发送超声定位信号；超声接收设备包括至少两个超声接收器，各个超声接收器均匀布置于隧道上顶面的一条数轴上，该数轴原点为隧道的预设起点，用于接收超声定位信号；信号处理器用于计算超声发送设备到超声接收设备中至少两个超声接收器的距离，该计算原理通过超声测距原理获得，属于现有技术。

其中，每个超声接收器相对于数轴原点的距离为已知，在布置每个超声接收器时已经固定，那么各个超声接收器之间的距离为已知。信号处理器根据超声发送设备到至少两个超声接收器之间的距离，和两个超声接收器之间的距离，再根据—三角定理，计算出被定位设备距离隧道起点的水平距离。信号处理单元通过有线传输将该水平距离发送至通信单元，通信单元将该水平距离即隧道内人员位置发送至服务器，供监测人员监测隧道内人员位置。

在一个实施方式中，第一定位标识信号包含第一超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息，所述第二定位标识信号包含第二超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息。

在一个实施方式中隧道内人员位置信息为超声发送设备相对于所述原点的水平距离。

在一个实施方式中利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员位置信息包括：基于所述第一定位标识信号和第二定位标识信号，利用超声测距原理测量出第一超声接收器到所述超声发送设备之间的距离L1和第二超声发生器到所述超声发送设备之间的距离L2；基于所述第一定位标识信息和所述第二定位标识信息，确定所述第一超声接收器和第二超声接收器在所述数轴上的直线距离L3；基于所述L1、L2和L3，在以所述第一超声接收器、第二超声接收器和超声发送设备为顶点的三角形中利用三角定理计算出所述超声发送设备到靠近所述数轴原点的第一超声接收器的水平距离L4；基于第一定位标识信息确定所述第一超声接收器端相对于所述数轴原点的距离L5，基于L5确定所述隧道内人员相对于所述数轴原点的水平位置L，其中L＝L4+L5。

在一个实施方式中还包括：服务器，用于接收所述人员位置信息，并将该位置信息共享于管理员智能终端。

在一个实施方式中，第一超声定位信号包含所述超声发送设备的标识；

超声发送设备，还用于接收求援超声发送设备发送的第二超声定位信号，所述第二超声定位信号包含所述求援超声发送设备的标识；并发射包含所述求援超声发送设备的标识和所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三超声定位信号；

优选的，超声发送设备布置于隧道内人员安全帽上。优选的，隧道包括轨道交通隧道、高压电缆隧道、城市下水道、煤井矿道，等等。

图2为根据本发明实施方式计算被定位点位置的示意图。

参照图2，信号处理器基于三角定理计算被定位点位置即被定位点到隧道起点的水平距离具体计算过程如下：

以第一超声接收器、第二超声接收器和被定位点为顶点的三角形中，被定位点到两个超声接收器的距离L1、L2通过超声测距获得，两个超声接收器在数轴上的直线距离为已知L3，被定位点的距离原点的位置信息L为未知，L＝L4+L5，其中L4为第一超声接收器到原点的直线距离为已知，要想获得距离L只要计算出距离L5即可。在以第一超声接收器、第二超声接收器和被定位点为顶点的三角形中，根据三角定位即可获得L5，即：

L1²-L5²＝L2²-(L3-L5)²；

L＝L4+L5。

当被定位点不位于第一超声接收器和第二超声器之间，即处于第一超声接收器和第二超声接收器的任一边，上述L5可为负数。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了隧道内人员位置监测方法。

图3为根据本发明实施方式隧道内人员位置监测方法的流程图。

如图3所示，该方法包括：

步骤301：将至少两个超声接收器布置于隧道上顶面的相同数轴上，该数轴以隧道预设起始点为原点。

步骤302：布置于隧道内的人员身上的超声发送设备发射第一超声定位信号。

步骤303：至少两个超声接收器中的第一超声接收器接收所述第一超声定位信号并生成第一定位标识信号；至少两个超声接收器中的第二超声接收器接收所述第一超声定位信号并生成第二定位标识信号。

步骤304：布置于隧道上顶面且与所述至少两个超声接收器中的每个超声接收器有线连接的信号处理器，接收所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，基于所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员的人员位置信息；布置于隧道上方地面上且与所述信号处理器有线连接的通讯设备，将所述人员位置信息发送到服务器。

在一个实施方式中，所述第一超声定位信号包含所述超声发送设备的标识；该方法还包括：所述超声发送设备接收求援超声发送设备发送的第二超声定位信号，所述第二超声定位信号包含所述求援超声发送设备的标识；并发射包含所述求援超声发送设备的标识和所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三超声定位信号；第一超声接收器还接收所述第三超声定位信号并生成包含所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三定位标识信号；所述第二超声接收器还接收所述第三超声定位信号并生成包含所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第四定位标识信号；信号处理器还利用超声测距原理、三角定理、所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点和预定的人员移动速度，计算出所述求援超声发送设备的位置范围。

可见，本发明实施方式还实现了求援超声发送设备发出的超声定位信号传递。

在图4中，第一超声发送设备发出的超声定位信号的有效范围为51，布置在第一超声发送设备范围51内的两个超声接收器61都已经损坏(比如，发生隧道坍塌等极端情况导致在第一超声发送设备范围51内的两个超声接收器61都发生损坏)。此时，第一超声发送设备发出包含第一超声发送设备标识的超声定位信号，而两个超声接收器61则无法接收第一超声发送设备发出的超声定位信号。

移动到第一超声发送设备范围51内的第二超声发送设备，可以接收到作为求援超声发送设备的第一超声发送设备发出的超声定位信号。第二超声发送设备发出包含第二超声发送设备的标识的超声定位信号，并发出包含第一超声发送设备的标识以及第二超声发送设备接收到第一超声发送设备发出的超声定位信号的时间点的超声定位信号。然而，布置在第二超声发送设备范围52内的两个超声接收器62同样已经损坏。此时，两个超声接收器62都无法接收第二超声发送设备发出的超声定位信号，即无法接收到:(1)、包含第二超声发送设备的标识的超声定位信号；(2)、包含第一超声发送设备的标识以及第二超声发送设备接收到第一超声发送设备发出的超声定位信号的时间点的超声定位信号。

移动到在第二超声发送设备范围52内的第三超声发送设备，可以接收到作为求援超声发送设备的第二超声发送设备发出的超声定位信号。即可以接收到:(1)、包含第二超声发送设备的标识的超声定位信号；(2)、包含第一超声发送设备的标识以及第二超声发送设备接收到第一超声发送设备发出的超声定位信号的时间点的超声定位信号。

第三超声发送设备发出包含第三超声发送设备的标识的超声定位信号，并发出包含第二超声发送设备的标识以及第三超声发送设备接收到第二超声发送设备发出的、包含第二超声发送设备的标识的超声定位信号的时间点的超声定位信号，以及发出包含第一超声发送设备的标识以及第二超声发送设备接收到第一超声发送设备发出的超声定位信号的时间点的超声定位信号。布置在第三超声发送设备范围53内的两个超声接收器63都正常工作。此时，两个超声接收器63分别可以接收第三超声发送设备发出的超声定位信号，即可以接收到:(1)、包含第三超声发送设备的标识的超声定位信号；(2)、包含第二超声发送设备的标识以及第三超声发送设备接收到第二超声发送设备发出的、包含第二超声发送设备的标识的超声定位信号的时间点的超声定位信号；(3)、包含第一超声发送设备的标识以及第二超声发送设备接收到第一超声发送设备发出的超声定位信号的时间点的超声定位信号。两个超声接收器63分别将上述三个超声定位信号各自发送到信号处理器。信号处理器基于两个超声接收器63各自提供的“包含第三超声发送设备的标识的超声定位信号”可以定位到第三超声发送设备；信号处理器基于两个超声接收器63各自提供的“包含第二超声发送设备的标识以及第三超声发送设备接收到第二超声发送设备发出的、包含第二超声发送设备的标识的超声定位信号的时间点的超声定位信号”和预定的第二超声发送设备携带人员的移动速度可以计算出第二超声发送设备的位置范围；信号处理器基于两个超声接收器63各自提供的“包含第一超声发送设备的标识以及第二超声发送设备接收到第一超声发送设备发出的超声定位信号的时间点的超声定位信号”和预定的第一超声发送设备携带人员的移动速度可以计算出第一超声发送设备的位置范围。其中，信号处理器基于当前时间与超声定位信号中的时间点之间时间差值确定最大可能移动时间，并基于最大可能移动时间和预定的超声发送设备携带人员的移动速度确定出大致的位置范围，以供紧急救援参考。

可见，本发明实施方式实现了针对超声定位信号的接力传递，即使当有超声接收器损坏时，通过这种将超声定位信号传递到正常超声接收器处，依然可以实现大致定位。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。

用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机或云上下载程序代码。

以上所述，仅为本发明的较佳实施方式而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种隧道内人员位置监测系统，其特征在于，包括：

通讯设备，布置于隧道上方地面上且与所述信号处理器有线连接，用于将所述人员位置信息发送到服务器；

所述第一超声定位信号包含所述超声发送设备的标识；

所述超声发送设备，还用于接收求援超声发送设备发送的第二超声定位信号，所述第二超声定位信号包含所述求援超声发送设备的标识；并发射包含所述求援超声发送设备的标识和所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三超声定位信号；其中所述求援超声发送设备发出的超声定位信号的有效范围内的超声接收器已经损坏；

信号处理器，还用于利用超声测距原理、三角定理、所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点和预定的人员移动速度，计算出所述求援超声发送设备的位置范围；其中信号处理器基于当前时间与所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点之间的时间差值确定最大可能移动时间，并基于最大可能移动时间和预定的人员移动速度，确定所述求援超声发送设备的位置范围。

2.根据权利要求1所述的隧道内人员位置监测系统，其特征在于，所述第一定位标识信号包含第一超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息，所述第二定位标识信号包含第二超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息。

3.根据权利要求1所述的隧道内人员位置监测系统，其特征在于，所述隧道内人员位置信息为超声发送设备相对于所述原点的水平距离。

4.根据权利要求1所述的隧道内人员位置监测系统，其特征在于，所述利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员位置信息包括：

基于第一定位标识信息确定所述第一超声接收器端相对于所述数轴原点的距离L5，基于L5确定所述隧道内人员相对于所述数轴原点的水平位置L，其中L=L4+L5。

5.根据权利要求1所述的隧道内人员位置监测系统，其特征在于，还包括：

6.一种隧道内人员位置监测方法，其特征在于，该方法预先包括：将至少两个超声接收器布置于隧道上顶面的相同数轴上，该数轴以隧道预设起始点为原点；该方法还包括：

布置于隧道上顶面且与所述至少两个超声接收器中的每个超声接收器有线连接的信号处理器，接收所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，基于所述第一定位标识信号和所述第二定位标识信号，利用超声测距原理和三角定理计算出所述隧道内人员的人员位置信息；布置于隧道上方地面上且与所述信号处理器有线连接的通讯设备，将所述人员位置信息发送到服务器；

所述第一超声定位信号包含所述超声发送设备的标识；该方法还包括：

所述超声发送设备接收求援超声发送设备发送的第二超声定位信号，所述第二超声定位信号包含所述求援超声发送设备的标识；并发射包含所述求援超声发送设备的标识和所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点的第三超声定位信号；其中所述求援超声发送设备发出的超声定位信号的有效范围内的超声接收器已经损坏；

信号处理器还利用超声测距原理、三角定理、所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点和预定的人员移动速度，计算出所述求援超声发送设备的位置范围；其中信号处理器基于当前时间与所述超声发送设备接收到所述第二超声定位信号的时间点之间的时间差值确定最大可能移动时间，并基于最大可能移动时间和预定的人员移动速度，确定所述求援超声发送设备的位置范围。

7.根据权利要求6所述的隧道内人员位置监测方法，其特征在于，所述第一定位标识信号包含第一超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息，所述第二定位标识信号包含第二超声接收器相对于所述数轴原点的距离信息。

8.根据权利要求6所述的隧道内人员位置监测方法，其特征在于，

所述隧道内人员位置信息为超声发送设备相对于所述原点的水平距离。

9.根据权利要求6所述的隧道内人员位置监测方法，其特征在于，

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至9中任一项所述的隧道内人员位置监测方法的步骤。