智慧矿山精准定位系统,在矿上应用比较广泛,不仅能保证矿井的安全生产,还能提升工作效率。 在煤矿上安装定位系统,实现矿区的智能化开采管理是非常必要且有必要的。 矿山开采对环境要求较高,随着矿山企业规模扩大、生产设备增加、资源开采难度加大等因素影响,需要使用到更加先进和智能化的开采设备。 矿山定位系统作为智慧矿山建设的重要一环,可以通过对矿车、人员、设备等数据进行采集和管理;再结合数据分析和智能算法模型等技术手段进行实时监测、预警和调度指挥;从而提高工作效率,保证矿山生产安全。
现在市面上安装的定位系统种类比较多,包括:北斗定位卫星系统以及惯性导航定位卫星系统(IMU)、激光雷达(LiDAR)传感器等。 随着科技水平的发展,在精度要求不高的情况下可以选择精度更高的惯性导航定位技术。在此基础上结合人工智能技术(机器学习)可以实现矿山开采过程中人员位置跟踪、人员行为分析检测、设备状态监控等多种功能。 根据需求不同可选择不同方案:
1、单点定位,精度为5 m左右
如果矿区面积比较大,一般可选择多点定位方案。 主要由北斗定位模块、惯性传感器(含加速度计)、天线、 GPS接收机组成: 北斗卫星由发射卫星,到达目标位置后,通过与惯性传感器配合测量运动轨迹从而得到位置信息。 惯性传感器是一种可以根据自身运动轨迹对加速度计进行检测的设备,当受到外部环境的影响时,惯性传感器可以将检测到的数据反馈给北斗系统来获取准确位置信息。 对于 GPS定位模块来说,由于其精度较高,定位精度可以达到10 m左右。 在实际应用中,通常利用惯性导航系统(GNSS)来实现单点精确定位。
2、无线定位,精度为1 m左右
目前市场上已经有多种定位技术,如果使用一种精度较高的定位技术,可能需要更多的硬件支持,也就是我们常说的“布板”,价格会比较昂贵。 而且,定位设备还需要配备相应的算法模型,才能满足实际应用需求。 而无线定位就是一种非常方便、性价比高、成本较低的一种方案。 以高精度无线定位为例,在系统中安装多个高精度无线传感器网络,可以实现多点同时测量并记录周围环境信息。 该设备不需要使用任何通信连接即可实现自动测量并记录周围环境信息; 而且其测量数据可以通过串口方式传输至后台服务器,可以实现无人值守状态下全天候运行。
3、 WIFI信号,精度在15 m内
在矿区等人员流动性大的地方, WIFI信号覆盖范围比较小,所以采用的是北斗导航系统作为主设备。 北斗导航系统与 WiFi相结合使用,可以为矿工提供定位导航功能。 矿山工人需要通过手机安装“北斗 APP”,在手机上实现对定位设备的实时操作控制、查询定位结果、数据上传和下载等操作。 北斗定位精度为15 m以内,如果不进行精确的人员定位和信息获取,会造成矿山事故发生。 为了保证定位系统的稳定性,系统采用了 RTK算法。 即利用多个基站建立坐标系来测量每个天线在空间中的准确位置和相对位置来实现对多个基站坐标系的同步测量。 同时,为了防止工人误操作导致设备受损或者数据丢失等情况发生,系统会通过多种方式来确保其运行环境。