[发明专利]一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法

说明书

本发明公开了一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，属于人工智能及矿井信息化、安全监控技术领域，本发明通过使用自主式惯性定位系统结合GIS三维地图中的空间坐标信息，实现在不建设外部被动定位系统的基础上对地下工程人员进行精确定位。本发明既能有效利用惯性导航的数据更新率高、短期精度和稳定性好的特点，还能解决由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差的问题；利用本发明可为没建设精确定位系统的地下工程实现自主式精确定位，为应急救援、矿产资源越界盗采监管等问题提供一条有效的解决方法。

技术领域

本发明涉及人工智能及矿井信息化、安全监控技术领域，具体涉及一种基于GIS三维地图融合的地下工程自主式定位方法。

背景技术

地下工程作业环境通常较为恶劣，为保证安全生产、应急救援等工作的正常开展，必须对井下人员进行定位。目前井下人员定位系统一般分为以射频识别为代表的区域定位系统和以ZigBee等技术为代表的精确定位系统两种，这些技术都是需要提前在井下建立识别分站，以人员佩戴发射器的模式进行定位。目前两种定位系统存在致命缺点都是过度依赖识别分站的布设，一旦重大事故造成识别分站损毁或者断电，将直接导致定位系统瘫痪，严重制约抢险救灾的效率。同时对于恶意越界开采的矿井，由于盗采地点未覆盖识别分站信号也无法进行定位甄别。

综上所述，目前，导致上述问题的根本原因在于过度依赖于外部设备的定位技术的缺陷，而单纯使用不依赖外部设备的自主式惯性导航技术又存在定位误差随时间而增大，长期精度差的问题。

发明内容

为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种基于GIS三维地图融合的地下工程自主式定位方法，该方法通过使用自主式惯性定位系统结合GIS三维地图中的空间坐标信息，实现在不建设外部被动定位系统的基础上对地下工程人员进行精确定位；将地下工程的GIS三维地图拐点作为特征点，当行走在地下工程中的人员到达拐点后对惯性导航系统的误差进行修正，从而消除累计误差达到精确定位的目的。本发明既能有效利用惯性导航的数据更新率高、短期精度和稳定性好的特点，还能解决由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差的问题；利用本发明可为没建设精确定位系统的地下工程实现自主式精确定位，为应急救援、矿产资源越界盗采监管等问题提供一条有效的解决方法，该方法所采用的具体的技术方案如下：

一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，该方法包括以下操作：

A：对矿井进行三维GIS地图重建，并存储于终端设备中；

B：在三维GIS地图上设置误差校准点，

C：在终端设备中设定误差修订准则，

D：入矿前，在矿口工程人员携带终端设备进行地图匹配，使得工程人员实际坐标与GIS地图坐标相同，

E：工程人员携带终端设备进入矿井，当行走时三维GIS地图实时显示工程人员在GIS上的相应坐标，当行走到三维GIS地图上设置的误差校准点时，根据预先设定的修订准则进行坐标校正修订，消除累计误差，实现自主式定位。

根据本发明所述一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其进一步地技术方案是：所述终端设备的数据通过实时在线传输至服务器或存储并于上井后离线传输至服务器。

根据本发明所述一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其进一步地技术方案是：所述终端设备包括惯性传感器和记录仪，所述惯性传感器和记录仪之间通过有线或无线进行实时数据传输。

根据本发明所述一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其进一步地技术方案是：所述惯性传感器读取数据通过数据线实时传入记录仪内的GIS三维地图，按照常规捷联式惯性导航算法或者修正后的惯性导航算法进行路径演算获取定位人员实时位置和运动轨迹。