申请/专利权人：应急管理部信息研究院;中安智讯(北京)信息科技有限公司

申请日：2020-01-21

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN111325775B

主分类号：G06T7/277

分类号：G06T7/277;G06F18/22;H04W4/024;H04W4/80;G01C21/18;G01C21/20;G01C25/00;E21F17/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.14#授权;2020.07.17#实质审查的生效;2020.06.23#公开

摘要：本申请提供一种基于双重滤波的矿井超层越界检测方法及系统，该方法包括：基于惯导技术对执法监察人员进行实时导航和定位，并实时采集执法监察人员的运动信息，形成定位导航数据；对定位导航数据进行粗处理，形成包含有执法监察人员的位置和轨迹的数据包；提取数据包中的检测数据，对提取的检测数据进行处理，并与导入的符合采矿要求的矿图进行对比分析，判断是否有超层越界采矿现象；其中，检测数据包括执法监察人员的运动轨迹、位置和速度数据。本申请的系统成本低，检测设备携带方便和操作简单，该检测方法解决了无法快捷、准确地检测煤矿超层越界开采现象的问题。

主权项：1.一种基于双重滤波的矿井超层越界检测方法，其特征在于，该方法包括：基于惯导技术对执法监察人员进行实时导航和定位，并实时采集执法监察人员的运动信息，以形成定位导航数据；在执法监察人员行走至矿井巷道特征点和巷道导线点时，基于已知的坐标点，对定位导航数据中的定位误差进行修正;手持设备接收修正后的定位导航数据后，对修正后的定位导航数据进行粗处理，形成包含有执法监察人员的位置和行走轨迹的数据包，并在显示屏上显示执法监察人员的行走轨迹和位置坐标；所述手持设备将数据包发送给服务器；所述手持设备包括数据收发按钮、位置校准按钮、显示屏和开始结束按钮，手持设备的具体使用过程中，当按下手持设备的数据收发按钮，手持设备接收数据采集终端采集的数据或者将粗处理后的数据发送给LoRa服务器；按下位置校准按钮，可对手持设备的显示屏上显示的执法监察人员的行走轨迹和位置坐标进行自主修正校准；开始结束按钮用于控制手持设备的开启；通过地面监控终端从服务器的数据包中提取检测数据，对提取的检测数据与导入的符合采矿要求的矿图进行对比分析，判断是否有超层越界采矿现象；其中，检测数据包括执法监察人员的行走轨迹、位置和速度数据；其中，通过数据采集终端实时采集执法监察人员的在巷道内的位置、速度和行走轨迹，数据采集终端镶嵌在执法监察人员的脚底垫的凹槽内;其中，在执法监察人员执法行进的过程中，基于惯导技术对执法监察人员进行实时导航和定位，并实时采集执法监察人员的运动信息，形成定位导航数据包括：基于卡尔曼滤波的步行导航算法对检测人员进行定位；将已知的矿图中的巷道壁信息融入到粒子滤波中，通过判断推算过程剔除无效的粒子，对执法监察人员的行走轨迹进行优化，修正执法监察人员的行走方向和角度漂移；其中，基于卡尔曼滤波的步行导航算法对检测人员进行定位的方法包括：状态预测；由前一时刻的均方差阵来预估当前时刻的均方差矩阵；计算滤波增益；更新状态，公式如下： ；其中，表示t时刻状态估计矩阵；Xt|t-1表示前一时刻的状态矩阵；Kt表示t时刻的滤波增益；Zt表示t时刻考虑噪声的系统量测矩阵；Ht表示t时刻未考虑噪声的系统量测矩阵；表示由前一时刻的状态量估计出来的预估计矩阵；更新均方误差，公式如下：Pt＝I-KtHtPt|t-1；其中，Pt表示当前时刻均方差矩阵；I为单位矩阵；Kt表示t时刻的滤波增益；Ht表示t时刻未考虑噪声的系统量测矩阵；将已知的矿图中的巷道壁信息融入到粒子滤波中，通过判断推算过程剔除无效的粒子，对执法监察人员的行走轨迹进行优化，修正执法监察人员的行走方向和角度漂移包括：将已知的矿图中的巷道壁信息融入到粒子滤波中，利用巷道壁信息限制粒子权重，以位置推算中的一步来量测步长和行走方向角增量为粒子滤波的状态量，建立相应的位置推算运动模型，通过判断推算过程中粒子是否符合客观事实可剔除无效的粒子，对执法监察人员的行走轨迹进行优化，修正执法监察人员的行走方向和角度漂移；其中，执法监察人员根据优化后行走轨迹的行走方向和角度偏移方向调整其行走方向。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 应急管理部信息研究院;中安智讯(北京)信息科技有限公司 一种基于双重滤波的矿井超层越界检测方法及系统

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