本实用新型属于矿井通信和安全生产领域，涉及一种用于煤矿井下的定位安全帽设备。

背景技术：

煤炭开采行业危险系数高，在煤炭开采过程中瓦斯爆炸、顶板、透水、冲击地压、一氧化碳中毒、火灾、煤尘爆炸等煤矿事故时有发生，因此煤矿安全生产成为煤炭开采行业的重中之重。煤矿井下定位技术的发展是煤矿安全生产的基础，因此研究煤矿井下定位技术对于实现煤炭安全开采具有非常重要的理论与现实意义。

煤矿井下人员的定位是避免煤矿井下超定员生产发生，煤矿井下作业人员管理和事故应急救援等工作的重要保障。在井下目标定位的众多方法中，基于测距的定位方法易受巷道环境的影响，由于巷道断面、弯曲、支护等客观条件，计时误差、同步时延等误差因素，定位精度受限。

另外，现有的对于煤矿井下人员的定位装置中，井上管理人员无法实时跟踪井下工作人员位置，不能合理的调度安排，容易造成煤矿井下超定员生产。

技术实现要素：

本实用新型提出一种用于煤矿井下的定位安全帽设备及井下人员定位装置，解决现有技术中对井下人员定位的定位精度低，以及容易造成煤矿井下超定员生产的问题。

本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：

本实用新型第一方面提供一种用于煤矿井下的定位安全帽设备，包括安全帽，所述安全帽由井下工作人员佩戴，所述定位安全帽设备还包括用于向井上发送井下人员位置信息的定位模块，所述定位模块安装于所述安全帽的顶部，所述定位模块包括用于确定井下人员位置信息的惯性传感器；

所述安全帽中部沿周边设置有编号标记区域，所述编号标记区域标注有安全帽编号，用于监控目标的确定。

本实用新型所述煤矿用定位安全帽设备基于惯性传感器自主定位的特点，利用井下已装备的摄像机提供井下人员参考坐标，使井上监控管理人员可实时监测每位井下工作人员位置。

本实用新型第二方面提供一种井下人员定位装置，包括沿井下巷道壁安装的摄像机以及如本实用新型第一方面所述的定位安全帽设备，所述摄像机的信号输出端与所述定位安全帽设备的惯性传感器的信号输入端连接。

本实用新型达到的有益效果：本实用新型利用惯性传感器得到井下工作人员位置信息，惯性传感器安装于安全帽上，携带方便，且一人一帽，按帽编号，利于井上管理人员实时跟踪井下工作人员位置坐标并合理调度安排，避免煤矿井下超定员生产发生。

在井下发生危险时亦可根据各个人员位置由井上管理人员通过简单高效的报警方式指挥其进行撤离或就近避险，为井下工作人员的安全提供保障。

而且本实用新型通过设置惯性传感器确定井下人员位置信息，增加定位精度，减少误差。

附图说明

图1本实用新型实施例的定位安全帽设备结构示意图。

图2本实用新型实施例定位模块的结构原理图。

图3是本实用新型实施例的荧光反光膜示意图。

图中，101位定位模块，102为矿用防爆外壳，103为编号标记区域，104为矿灯，105为安全帽。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1：

本实用新型实施例提供一种用于煤矿井下的定位安全帽设备，如图1所示，包括安全帽105，所述安全帽105由井下工作人员佩戴，所述定位安全帽设备还包括定位模块101，所述定位模块101安装于所述安全帽105的顶部，所述定位模块101包括用于确定井下人员位置信息的惯性传感器；

所述安全帽中部沿周边设置有编号标记区域103，所述编号标记区域103标注有安全帽编号，用于监控目标的确定。

煤矿井下沿巷道墙壁装配有多台摄像机，且每台摄像机的位置坐标固定。摄像机可以拍摄包含安全帽编号的视频图像，并将拍摄到对应安全帽编号的摄像机位置坐标作为对应井下工作人员的参考位置，惯性传感器根据参考位置坐标，可以确定井下工作人员的相对位置。

本实施例的惯性传感器使用adi公司adis16365的6自由度惯性传感器，其内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。惯性传感器可以确定井下工作人员的相对位置信息，并将井下工作人员的实时相对位置信息通过矿井交换机发送至井上管理监控设备，使井上监控管理人员可实时监测每位井下工作人员的位置信息。

可选的是，还包括矿用防爆外壳102，所述定位模块位于所述矿用防爆外壳内。

通过设置防爆外壳，可以保护定位模块，使惯性传感器在危急情况下仍能向井上发送位置信息。

可选的是，所述矿用防爆外壳内还设置有报警器，所述矿用防爆外壳上开设一块高透视窗，所述高透视窗对准所述报警器。

本实施例的报警器为声光报警器，包括蜂鸣器及led灯，由井上监控管理人员控制，在确定井下人员进入危险区域时，进行单一声音报警，提醒井下人员远离该区域，在井下发生危险时，进行声光同时报警，提醒井下人员紧急撤离或避险。

可选的是，所述编号标记区域设置荧光反光膜，所述安全帽编号标注于所述荧光反光膜上。

本实施例中所述安全帽编号可以为3～4位数字组成，如图3所示，可以为1234，可以将所述安全帽编号沿荧光反光膜连续标注，如图3，本实施例可以标注4次。

本实施例所述安全帽编号与定位节点内置的人员编号一致，以便于井下摄像机确定监控目标。

可选的是，本实施例还进一步包括矿灯104，所述矿灯104位于安全帽前侧，且所述矿灯设置有一个独立开关。

通过设置矿灯，方便井下工作人员进行开关控制，在昏暗区域可为井下工作人员提供照明。

可选的是，如图2所示，本实施例的定位模块还包括处理器、存储器和电源。处理器使用ti公司的cc2538芯片，所述处理器用于控制存储器、声光报警器以及惯性传感器的正常运行以及无线信号的收发。

惯性传感器将确定的人员位置信息通过处理器发送至井上监控管理设备，使井上监控管理人员可实时监测每位井下工作人员位置。

存储器用于存储井下人员编号，该井下人员编号与安全帽上的编号标记区域标注的安全帽编号一致。

电源用于为存储器、处理器以及惯性传感器提供工作电源。

本实用新型利用惯性传感器得到井下工作人员位置信息，惯性传感器安装于安全帽上，携带方便，且一人一帽，按帽编号，利于井上管理人员实时跟踪井下工作人员位置坐标并合理调度安排，避免煤矿井下超定员生产发生。

另外，本实施例基于惯性传感器自主定位的特点，利用井下已装备的摄像机提供井下工作人员参考坐标，使惯性传感器可以确定井下工作人员的相对位置坐标，从而便于井上监控管理人员实时监测每位井下工作人员的位置信息。

实施例2：

本实施例提供一种井下人员定位装置，包括沿井下巷道壁安装的摄像机以及本实用新型实施例所述的定位安全帽设备，所述摄像机的信号输出端与所述定位安全帽设备的惯性传感器的信号输入端连接。

关于定位安全帽设备的具体结构及工作原理，请参阅实施例1，在此不再赘述。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。