CN204881645U - 煤矿井下辅助导航仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿井下辅助导航仪，属于自主定位导航技术领域。包括通过信号控制模块(4)与中央处理器(8)连接的惯导定位导航模块(3)；所述中央处理器(8)通过人机交互控制模块(2)连接显示模块(1)；所述中央处理器(8)与存储模块(6)和矿图适配及计算模块(7)之间相互连接。本煤矿井下辅助导航仪可以在没有任何外部信号的条件下实现设备及人员的自主定位导航，有助于安检部门对煤矿井下的例行安全检查，生产单位员工快速熟悉煤矿井下的生产系统、避灾路线。同时矿井发生事故时，外部救援人员可以利用该导航仪准确对事故地点进行定位导航，实现快速救援，降低事故的损失，提高救援效率。

Description

煤矿井下辅助导航仪

技术领域

本实用新型涉及一种导航仪，具体是一种煤矿井下辅助导航仪，属于自主定位导航技术领域。

背景技术

随着国家对煤矿安全管理的重视以及矿井信息化建设的需要，我国煤矿相关的人员定位系统日趋成熟。因为煤矿井下受地理环境的影响，无法像地面一样通过接收GPS、北斗等信号实现有源定位。

目前大部分井下人员定位系统是基于RFID、WIFI等外部信号进行定位，所以目前人员定位系统主要用于矿井下的区域定位，精确定位需要大面积的布设相应的基站来实现。因此，对于错综复杂的煤矿井下巷道，市场尚未有像地面导航仪一样的井下导航设备。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种煤矿井下辅助导航仪，能够采用惯导定位导航的方式在煤矿井下实现辅助导航，有助于煤矿井下的安全检查，快速熟悉煤矿井下的生产系统、避灾路线和事故发生后的应急救援。

为了实现上述目的，本煤矿井下辅助导航仪包括通过信号控制模块与中央处理器连接的惯导定位导航模块；

所述中央处理器通过人机交互控制模块连接显示模块；

所述中央处理器与存储模块和矿图适配及计算模块之间相互连接。

进一步，所述惯导定位导航模块为光纤陀螺仪、加速度计等。

进一步，所述中央处理器为ARM11主控芯片。

进一步，所述中央处理器连接供电模块。

进一步，所述供电模块包括供电电源及稳压模块。

与现有技术相比，本煤矿井下辅助导航仪通过基于煤矿井下惯导定位导航导航，该导航仪可以在没有任何外部信号的条件下实现设备及人员的自主定位导航，有助于安检部门对煤矿井下的例行安全检查，生产单位员工快速熟悉煤矿井下的生产系统、避灾路线。同时矿井发生事故时，外部救援人员可以利用该导航仪准确对事故地点进行定位导航，实现快速救援，降低事故的损失，提高救援效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的原理框图；

图中：1、显示模块，2、人机交互控制模块，3、惯导定位导航模块，4、信号控制模块，5、供电模块，6、存储模块，7、矿图适配及计算模块，8、中央处理器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1和图2所示，本煤矿井下辅助导航仪包括通过信号控制模块4与中央处理器8连接的惯导定位导航模块3；

所述中央处理器8通过人机交互控制模块2连接显示模块1；

所述中央处理器8与存储模块6和矿图适配及计算模块7之间相互连接。

本煤矿井下辅助导航仪通过惯导定位导航模块3采集信号，将惯导定位导航模块3采集到的信号通过信号控制模块4传输至中央处理器8，运用自主定位算法进行自主定位；通过矿图匹配算法提取巷道特征模型对定位位置进行修正，然后通过计算模块7对置入的地图信息进行运算处理，并利用存储模块6对图片数据进行存储；通过人机交互控制模块2对所需的导航信息进行设定，利用显示模块1显示出导航地图。

进一步，所述惯导定位导航模块3为光纤陀螺仪、加速度计等模块。通过光纤陀螺仪、加速度计等模块实现计算确定设备或人员的位置、速度、姿态等信息。

进一步，所述中央处理器8为ARM11主控芯片。ARM11主控芯片为一种高性能处理器，能够为本导航仪提供强大的运算处理功能。

进一步，所述中央处理器8连接供电模块5。通过供电模块5为整个导航系统及各个子模块进行供电。

进一步，所述供电模块5包括供电电源及稳压模块。满足整个导航系统及各个子模块的供电需求。

如图2所示，本煤矿井下辅助导航仪的工作原理是：

置入导航地图；本煤矿井下辅助导航仪在使用前将目标矿井的井下采掘工程平面图(一般采掘工程平面图为dwg格式的CAD图纸)利用创导煤矿GIS软件转换为导航所需要的导航地图GIS文件，置入井下辅助导航仪。因为后期导航需要进行矿图匹配，以提高导航精度。置入导航地图时从匹配算法角度出发，结合地学知识和矿井巷道特点，提取巷道高程、交叉点、风门等关键特征模型建立巷道特征模型库。

导航仪位置初始化；用户在使用前通过人机交互控制模块2在导航地图上进行导航仪初始位置的确定，亦可加入GPS接收器在地面进行位置初始化，确保导航仪的位置精准。

导航仪定位导航和位置修正；导航仪初始位置结合惯导定位导航模块3中的光纤陀螺仪加速度计等惯导定位导航模块计算确定设备或人员的位置、速度、姿态等信息，精确计算导航仪位置和导航路径，实现定位导航功能。同时利用巷道特征描述模型进行巷道特征匹配，进行导航仪位置修正，提高导航精度。

综上所述，本煤矿井下辅助导航仪可以在没有任何外部信号的条件下实现设备及人员的自主定位导航，有助于安检部门对煤矿井下的例行安全检查，生产单位员工快速熟悉煤矿井下的生产系统、避灾路线。同时矿井发生事故时，外部救援人员可以利用该导航仪准确对事故地点进行定位导航，实现快速救援，降低事故的损失，提高救援效率。

Claims (5)

1.一种煤矿井下辅助导航仪，其特征在于，

包括通过信号控制模块(4)与中央处理器(8)连接的惯导定位导航模块(3)；

所述中央处理器(8)通过人机交互控制模块(2)连接显示模块(1)；

所述中央处理器(8)与存储模块(6)和矿图适配及计算模块(7)之间相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下辅助导航仪，其特征在于，

所述惯导定位导航模块(3)为光纤陀螺仪或加速度计。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下辅助导航仪，其特征在于，

所述中央处理器(8)为ARM11主控芯片。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下辅助导航仪，其特征在于，

所述中央处理器(8)连接供电模块(5)。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下辅助导航仪，其特征在于，

所述供电模块(5)包括供电电源及稳压模块。