[发明专利]一种基于无线WiFi与陀螺仪相结合的井下无线精确定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于无线WiFi与陀螺仪相结合的井下无线精确定位系统及方法，主要包括地面部分和井下部分，其中地面部分主要由服务器和相应的数据库构成；井下部分主要包括移动终端，电子标签，无线AP，所述移动终端要由定位模块，处理模块，WiFi模块，电源部分组成，其中定位模块主要由WiFi模块，陀螺仪数据采集处理模块组成。本发明引入陀螺仪，采用陀螺仪与WiFi相结合的定位技术，能得到很高的定位精度；另外本发明中的一体化无线AP可直接通过光缆或者网线连接，形成一套有线路由，把移动终端传来的数据、语音、视频图像等信息通过各分站间形成的有线路由传到地面调度中心，进而实现井下多种综合业务信息的传输。

主权项

一种基于无线WiFi与陀螺仪相结合的井下无线精确定位系统，其特征在于，主要包括地面部分和井下部分，其中地面部分主要由服务器和相应的数据库构成；井下部分主要包括移动终端，电子标签，无线AP，所述移动终端由井下人员携带，由定位模块，处理模块，WiFi模块和电源部分组成，其中，定位模块的功能：定位模块中的WiFi模块的功能为采集输出定位信息，采用串行通信方式定时输出到处理模块；陀螺仪数据采集处理模块的功能为：把所测量的相对惯性空间的三个转角速度和三个线加速度沿定位仪坐标系的分量，经过坐标变换，把加速度信息转化为沿导航坐标系的加速度，并计算出定位仪的位置、速度、航向和水平姿态等信息，然后输出到处理模块；处理模块的功能是：处理模块采用ARM处理系统，处理模块连接移动终端和WiFi模块，处理模块接收到WiFi定位信息和陀螺仪数据信息，采用卡尔曼滤波算法对信息进行处理校正，判断信息是否可用，然后将定位结果输出至WiFi模块；WiFi模块的功能：WiFi模块根据通信协议接收处理模块输出的定位信息，并将定位结果输出到WiFi接入点AP；电源部分的功能是为各模块供电，保证他们的正常工作，移动终端的数据通过井下AP传输到井上，WiFi接入点AP固定在井下的通道壁上，利用光纤与总控制器连接，总控制器将收到的数据进行打包整理通过以太网传送到地面监控计算机，当人员经过电子标签时，电子标签进入读卡器的发射天线工作区，读卡器和WiFi模块负责周期性的读取和传送电子标签信息，并传送到相应的数据库中，地面计算机接收到来自WiFi接入点AP的信号，从数据库中读出该读卡器的相关采集信息，实现对人员信息的采集记录、分析处理，使管理人员能及时准确的查询各种信息，特别是当发生事故时，及时了解人员的分布情况，为营救工作提供了便利。