煤礦井下輔助導(dǎo)航儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)航儀，具體是一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，屬于自主定位導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全管理的重視以及礦井信息化建設(shè)的需要，我國(guó)煤礦相關(guān)的人員定位系統(tǒng)日趨成熟。因?yàn)槊旱V井下受地理環(huán)境的影響，無(wú)法像地面一樣通過(guò)接收GPSdk斗等信號(hào)實(shí)現(xiàn)有源定位。
[0003]目前大部分井下人員定位系統(tǒng)是基于RFID、WIFI等外部信號(hào)進(jìn)行定位，所以目前人員定位系統(tǒng)主要用于礦井下的區(qū)域定位，精確定位需要大面積的布設(shè)相應(yīng)的基站來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)于錯(cuò)綜復(fù)雜的煤礦井下巷道，市場(chǎng)尚未有像地面導(dǎo)航儀一樣的井下導(dǎo)航設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，能夠采用慣導(dǎo)定位導(dǎo)航的方式在煤礦井下實(shí)現(xiàn)輔助導(dǎo)航，有助于煤礦井下的安全檢查，快速熟悉煤礦井下的生產(chǎn)系統(tǒng)、避災(zāi)路線和事故發(fā)生后的應(yīng)急救援。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀包括通過(guò)信號(hào)控制模塊與中央處理器連接的慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊；
[0006]所述中央處理器通過(guò)人機(jī)交互控制模塊連接顯示模塊；
[0007]所述中央處理器與存儲(chǔ)模塊和礦圖適配及計(jì)算模塊之間相互連接。
[0008]進(jìn)一步，所述慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊為光纖陀螺儀、加速度計(jì)等。
[0009]進(jìn)一步，所述中央處理器為ARMl I主控芯片。
[0010]進(jìn)一步，所述中央處理器連接供電模塊。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述供電模塊包括供電電源及穩(wěn)壓模塊。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀通過(guò)基于煤礦井下慣導(dǎo)定位導(dǎo)航導(dǎo)航，該導(dǎo)航儀可以在沒(méi)有任何外部信號(hào)的條件下實(shí)現(xiàn)設(shè)備及人員的自主定位導(dǎo)航，有助于安檢部門對(duì)煤礦井下的例行安全檢查，生產(chǎn)單位員工快速熟悉煤礦井下的生產(chǎn)系統(tǒng)、避災(zāi)路線。同時(shí)礦井發(fā)生事故時(shí)，外部救援人員可以利用該導(dǎo)航儀準(zhǔn)確對(duì)事故地點(diǎn)進(jìn)行定位導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)快速救援，降低事故的損失，提高救援效率。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0015]圖中:1、顯示模塊，2、人機(jī)交互控制模塊，3、慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊，4、信號(hào)控制模塊，5、供電模塊，6、存儲(chǔ)模塊，7、礦圖適配及計(jì)算模塊，8、中央處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1和圖2所示，本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀包括通過(guò)信號(hào)控制模塊4與中央處理器8連接的慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊3 ;
[0018]所述中央處理器8通過(guò)人機(jī)交互控制模塊2連接顯示模塊I ;
[0019]所述中央處理器8與存儲(chǔ)模塊6和礦圖適配及計(jì)算模塊7之間相互連接。
[0020]本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀通過(guò)慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊3采集信號(hào)，將慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊3采集到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)控制模塊4傳輸至中央處理器8，運(yùn)用自主定位算法進(jìn)行自主定位；通過(guò)礦圖匹配算法提取巷道特征模型對(duì)定位位置進(jìn)行修正，然后通過(guò)計(jì)算模塊7對(duì)置入的地圖信息進(jìn)行運(yùn)算處理，并利用存儲(chǔ)模塊6對(duì)圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；通過(guò)人機(jī)交互控制模塊2對(duì)所需的導(dǎo)航信息進(jìn)行設(shè)定，利用顯示模塊I顯示出導(dǎo)航地圖。
[0021]進(jìn)一步，所述慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊3為光纖陀螺儀、加速度計(jì)等模塊。通過(guò)光纖陀螺儀、加速度計(jì)等模塊實(shí)現(xiàn)計(jì)算確定設(shè)備或人員的位置、速度、姿態(tài)等信息。
[0022]進(jìn)一步，所述中央處理器8為ARMlI主控芯片。ARMll主控芯片為一種高性能處理器，能夠?yàn)楸緦?dǎo)航儀提供強(qiáng)大的運(yùn)算處理功能。
[0023]進(jìn)一步，所述中央處理器8連接供電模塊5。通過(guò)供電模塊5為整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)及各個(gè)子模塊進(jìn)行供電。
[0024]進(jìn)一步，所述供電模塊5包括供電電源及穩(wěn)壓模塊。滿足整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)及各個(gè)子模塊的供電需求。
[0025]如圖2所示，本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀的工作原理是:
[0026]置入導(dǎo)航地圖；本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀在使用前將目標(biāo)礦井的井下采掘工程平面圖(一般采掘工程平面圖為dwg格式的CAD圖紙)利用創(chuàng)導(dǎo)煤礦GIS軟件轉(zhuǎn)換為導(dǎo)航所需要的導(dǎo)航地圖GIS文件，置入井下輔助導(dǎo)航儀。因?yàn)楹笃趯?dǎo)航需要進(jìn)行礦圖匹配，以提高導(dǎo)航精度。置入導(dǎo)航地圖時(shí)從匹配算法角度出發(fā)，結(jié)合地學(xué)知識(shí)和礦井巷道特點(diǎn)，提取巷道高程、交叉點(diǎn)、風(fēng)門等關(guān)鍵特征模型建立巷道特征模型庫(kù)。
[0027]導(dǎo)航儀位置初始化；用戶在使用前通過(guò)人機(jī)交互控制模塊2在導(dǎo)航地圖上進(jìn)行導(dǎo)航儀初始位置的確定，亦可加入GPS接收器在地面進(jìn)行位置初始化，確保導(dǎo)航儀的位置精準(zhǔn)。
[0028]導(dǎo)航儀定位導(dǎo)航和位置修正；導(dǎo)航儀初始位置結(jié)合慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊3中的光纖陀螺儀加速度計(jì)等慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊計(jì)算確定設(shè)備或人員的位置、速度、姿態(tài)等信息，精確計(jì)算導(dǎo)航儀位置和導(dǎo)航路徑，實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航功能。同時(shí)利用巷道特征描述模型進(jìn)行巷道特征匹配，進(jìn)行導(dǎo)航儀位置修正，提高導(dǎo)航精度。
[0029]綜上所述，本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀可以在沒(méi)有任何外部信號(hào)的條件下實(shí)現(xiàn)設(shè)備及人員的自主定位導(dǎo)航，有助于安檢部門對(duì)煤礦井下的例行安全檢查，生產(chǎn)單位員工快速熟悉煤礦井下的生產(chǎn)系統(tǒng)、避災(zāi)路線。同時(shí)礦井發(fā)生事故時(shí)，外部救援人員可以利用該導(dǎo)航儀準(zhǔn)確對(duì)事故地點(diǎn)進(jìn)行定位導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)快速救援，降低事故的損失，提高救援效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，其特征在于，包括通過(guò)信號(hào)控制模塊(4)與中央處理器(8)連接的慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊(3);所述中央處理器(8)通過(guò)人機(jī)交互控制模塊(2)連接顯示模塊(I);所述中央處理器(8)與存儲(chǔ)模塊(6)和礦圖適配及計(jì)算模塊(7)之間相互連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，其特征在于，所述慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊(3)為光纖陀螺儀或加速度計(jì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，其特征在于，所述中央處理器(8)為ARMll主控芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，其特征在于，所述中央處理器⑶連接供電模塊(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，其特征在于，所述供電模塊(5)包括供電電源及穩(wěn)壓模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種煤礦井下輔助導(dǎo)航儀，屬于自主定位導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。包括通過(guò)信號(hào)控制模塊(4)與中央處理器(8)連接的慣導(dǎo)定位導(dǎo)航模塊(3)；所述中央處理器(8)通過(guò)人機(jī)交互控制模塊(2)連接顯示模塊(1)；所述中央處理器(8)與存儲(chǔ)模塊(6)和礦圖適配及計(jì)算模塊(7)之間相互連接。本煤礦井下輔助導(dǎo)航儀可以在沒(méi)有任何外部信號(hào)的條件下實(shí)現(xiàn)設(shè)備及人員的自主定位導(dǎo)航，有助于安檢部門對(duì)煤礦井下的例行安全檢查，生產(chǎn)單位員工快速熟悉煤礦井下的生產(chǎn)系統(tǒng)、避災(zāi)路線。同時(shí)礦井發(fā)生事故時(shí)，外部救援人員可以利用該導(dǎo)航儀準(zhǔn)確對(duì)事故地點(diǎn)進(jìn)行定位導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)快速救援，降低事故的損失，提高救援效率。
【IPC分類】G01C21/16
【公開號(hào)】CN204881645
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420827783
【發(fā)明人】王強(qiáng), 趙成忠, 劉勁, 李冰皓, 王可東
【申請(qǐng)人】江蘇創(chuàng)導(dǎo)信息科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日