井下车辆定位卡如何安装

车辆定位系统及井下车辆定位的方法
专利摘要本发明公开了一种车辆定位系统及井下车辆定位的方法，属于车俩定位领域，所述车辆定位系统，包括服务器、至少一个UWB锚点和能够与所述UWB锚点无线通信的车载定位器，其中：所述服务器用于设置在井上的监控中心，所述UWB锚点用于设置在井下，各UWB锚点之间串连，所述车载定位器用于设置在井下的待定位车辆上，其中一个UWB锚点通过设置在井上的监控中心的交换机与所述服务器连接。与现有技术相比，本发明能够实现对井下车辆的高精度定位。
专利说明
车辆定位系统及井下车辆定位的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及车辆定位领域，特别是指一种车辆定位系统及井下车辆定位的方法。 背景技术
[0002]无轨胶轮车是通过以胶轮或履带为行走机构，采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引动力的车辆，实现材料、设备及人员的运输。无轨胶轮车辅助运输区别于传统的轨道矿车、 无极绳、小提升机接力运输等方式。无轨胶轮车无轨道限制，机动灵活、适应性强、安全高效、应用范围广，近年来得到了迅速的推广应用。无轨胶轮化运输大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率;简化了辅助运输环节，减少了事故点，提高了工效和安全性。当无轨胶轮车应用在井下作业时，由于井下巷道窄、视线受限，行车状况复杂，特别是在巷道存在一定坡度的情况下，行驶的车辆相互之间往往看不清对方，因而容易引起车辆在某区域内发生阻塞，导致车辆频繁倒车，造成运输效率低下、运输油料浪费、机械损耗等问题，严重的还将导致某些安全事故发生。因此，为保证车辆运行安全，提高效率，节能减排，需要对井下辅助运输车辆进行监测和调度控制，进行交通管制以保证运行畅通。
[0003]目前，射频识别RFID定位系统，由于其成本低，技术成熟的特点，被广泛应用于在人员定位领域。但是，RFID定位系统只能实现区域定位，无法满足井下交通调度所需的精确定位要求，根据不确定的定位数据进行交通调度，只会带来更多的不确定性，在井下无轨胶轮车的定位中，现有技术的具体做法是，将人员定位系统中的人员标识卡改装成车卡使用， 但这种做法难以满足车辆定位的需求。因为，目前所有的人员定位系统都是基于24GHz或者433Mhz的区域定位系统，定位精度是以分站信号覆盖范围来计算的，如果分站信号覆盖范围是100米，定位精度就是100米;分站信号覆盖是50米，定位精度就是50米;如果两个分站信号范围发生了重叠，则位于重叠区域的标识卡会被两个分站收到，那么定位精度就在原有基础上增加了一倍，如图1所示。
[0004]人员定位的特点是，重点关注人员出入井时间，在井下工作时间，井下人员数量以及人员的大致位置，在这种需求下，几十米甚至上百米的定位精度是完全可以满足要求的。 而车辆定位的特点则与人员定位有很大的区别，对于车辆定位，重点是交通调度，要实现交通调度，必须要有精确的车辆位置信息，精度至少要达到米级。因此，对井下车辆实现高精度定位，成为了井下车辆运输作业中迫切需要解决的问题。
发明内容
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现井下车辆高精度定位的车辆定位系统及井下车辆定位的方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下:
[0007]—种车辆定位系统，包括服务器、至少一个UWB锚点和能够与所述UWB锚点无线通信的车载定位器，其中:
[0008]所述服务器用于设置在井上的监控中心，所述UWB锚点用于设置在井下，各UWB锚点之间串连，所述车载定位器用于设置在井下的待定位车辆上，其中一个UWB锚点通过设置在井上的监控中心的交换机与所述服务器连接。
[0009]进一步的，每个UWB锚点均连接有两个朝向两侧背对背的定向天线。
[0010]进一步的，每个UWB锚点的两个定向天线之间间隔距离大于1米。
[0011]进一步的，所述交换机和与其相连的UWB锚点之间设置有光电接口。
[0012]进一步的，所述UWB锚点采用防爆电源供电。[0013 ]上述的车辆定位系统进行的基于UWB技术的井下车辆定位的方法，包括:
[0014]步骤1:车载定位器发起测距通信；
[0015]步骤2: UWB锚点的两个定向天线接收车载定位器发送的测距信号，UWB锚点计算出测距信号的飞行时间；
[0016]步骤3:UWB锚点将计算出的飞行时间和两个定向天线的信号接收信息上传给服务器，服务器计算出车载定位器与UWB锚点之间的精确距离并判断车载定位器位于UWB锚点的左边还是右边，实现对车载定位器的位置定位。[0〇17]进一步的，所述步骤2包括:[〇〇18] UWB锚点和车载定位器之间采用双程测距方式进行测距。[〇〇19]进一步的，所述步骤3包括:[〇〇2〇]如果UWB锚点的两个定向天线中只有一个定向天线能够接收到测距信号，则服务器判定车载定位器位于UWB锚点的该能够接收到测距信号的定向天线的一侧；
[0021]和/或，如果UWB锚点的两个定向天线都能够接收到测距信号，并且车载定位器与两个定向天线的距离差等于两个定向天线之间的距离，则服务器判定车载定位器位于距离较近的定向天线的一侧；[〇〇22]和/或，如果UWB锚点的两个定向天线都能够接收到测距信号，并且车载定位器与两个定向天线的距离和等于两个定向天线之间的距离，则服务器判定车载定位器位于两个定向天线之间。[〇〇23]进一步的，所述步骤3之后，包括:[〇〇24]步骤4:重复执行步骤1-3,服务器获取对车载定位器两次测距的时间间隔，并根据车载定位器与UWB锚点之间的距离变化，计算出车载定位器的行驶速度。[〇〇25]本发明具有以下有益效果:[〇〇26]本发明中，采用UWB技术的T0A方式实现对井下车辆的定位。安装在车辆上的车载定位器，一旦进入UWB锚点的信号覆盖范围，即可以跟UWB锚点进行测距通信。工作过程为: 首先由定位器发起测距通信，向UWB锚点发送测距信号，UWB锚点接收到测距信号后，由UWB 锚点计算出测距信号的飞行时间，并将计算出的飞行时间上传给监控中心的服务器，运行在服务器上的监控软件将UWB锚点上传的信号飞行时间乘以信号速度(光速)，就能够计算得出车载定位器与UWB锚点之间的精确距离。由于煤矿巷道是一个狭长空间，可以近似为一条直线，同时，UWB锚点的具体位置在安装施工的时候已经测量，是已知的，那么计算出车载定位器和UWB锚点之间的相对距离，也就能够实现对车载定位器进行精确定位，从而实现对井下车辆的精确定位。与现有技术相比，本发明能够实现对井下车辆的高精度定位。附图说明
[0027]图1为现有技术的车辆定位的效果示意图；
[0028]图2为本发明的车辆定位系统的结构示意图；[〇〇29]图3为本发明的车辆定位系统的测距原理示意图；
[0030]图4为本发明的井下车辆定位的方法的流程示意图；
[0031]图5为本发明的井下车辆定位的方法的双程测距方式的原理示意图；
[0032]图6为本发明的井下车辆定位的方法的实施例一的原理示意图；
[0033]图7为本发明的井下车辆定位的方法的实施例二的原理示意图；[〇〇34]图8为本发明的井下车辆定位的方法的实施例三的原理示意图；
[0035]图9为本发明的井下车辆定位的方法的一种改进的流程示意图；
[0036]图10为本发明的车辆定位的效果示意图。具体实施方式
[0037]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。[〇〇38]名词解释和作用:[〇〇39]服务器:运行采集程序、数据库、算法引擎、客户端等系统软件。井下所有的数据都会上传到服务器上，有服务器运行的采集程序进行数据采集，数据库进行数据存储，算法引擎进行定位算法计算，客户端进行界面展示。
[0040]UWB锚点:根据定位需求，在井下巷道中安装UWB锚点，UWB锚点和所有在其信号范围内的定位器进行通信和测距，并把相应的结果上传到监控中心的服务器上。
[0041]车载定位器:车载定位器安装在车辆上，当车辆进入UWB锚点信号范围内时，车载定位器和UWB锚点进行通信及测距，完成定位。每个车载定位器都有唯一的ID号，所以可以和特定的车辆绑定，通过车载定位器的ID号就可以识别具体是哪一辆车。[〇〇42]交换机:完成系统搭建。[0〇43]防爆电源:为定位分站供电。
[0044]UWB:Ultra Wideband的缩写，即超宽带通信。
[0045]TOA: Time Of Arrival，信号到达时间；
[0046]TWO WAY RANGING(TWR):双程测距，测两次飞行时间求平均值作为飞行时间。[〇〇47] 一方面，本发明提供一种车辆定位系统，如图2所示，包括服务器1、至少一个UWB锚点2和能够与UWB锚点2无线通信的车载定位器3,其中:
[0048]服务器1用于设置在井上的监控中心，UWB锚点2用于设置在井下，各UWB锚点2之间串连，车载定位器3用于设置在井下的待定位车辆上，其中一个UWB锚点2通过设置在井上的监控中心的交换机4与服务器1连接。[〇〇49]本发明中，采用UWB技术的T0A方式实现对井下车辆的定位。安装在车辆上的车载定位器3,一旦进入UWB锚点2的信号覆盖范围，即可以跟UWB锚点2进行测距通信。工作过程为:首先由定位器发起测距通信，向UWB锚点2发送测距信号，UWB锚点2接收到测距信号后， 由UWB锚点2计算出测距信号的飞行时间，并将计算出的飞行时间上传给监控中心的服务器 1，运行在服务器1上的监控软件将UWB锚点2上传的信号飞行时间乘以信号速度(光速)，就能够计算得出车载定位器3与UWB锚点2之间的精确距离。由于煤矿巷道是一个狭长空间，可以近似为一条直线，同时，UWB锚点2的具体位置在安装施工的时候已经测量，是已知的，如图3所示，那么计算出车载定位器3和UWB锚点2之间的相对距离，也就能够实现对车载定位器3进行精确定位，从而实现对井下车辆的精确定位。与现有技术相比，本发明能够实现对井下车辆的高精度定位。
[0050]本发明采用的UWB技术的T0A方式既可以适用于大空间的分站数量较多的情况，也可以适用于小空间的分站数量较少的情况，即使在只有一个分站的情况下，也可以实现对井下车辆的高精度定位。因此，本发明适用于广泛的应用范围。
[0051]本发明中，有的情况下，得到了车载定位器3和UWB锚点2之间的相对距离，即可实现对井下车辆的精确定位，但是有的情况下，得到了车载定位器3和UWB锚点2之间的相对距离，还需要确定车载定位器3在UWB锚点2的左边还是右边，才能够实现对井下车辆的精确定位。因此，作为本发明的一种改进，每个UWB锚点2均连接有两个朝向两侧背对背的定向天线。本发明中，通过两个定向天线对测距信号的接受情况，就能够判断出车载定位器3在UWB 锚点2的左边还是右边。[〇〇52]本发明中，由于UWB锚点2的定位精度能够达到30cm，所以每个UWB锚点2的两个定向天线之间间隔距离可以设置为大于1米。[〇〇53]作为本发明的进一步改进，交换机4和与其相连的UWB锚点2之间设置有光电接口 5。在井下的煤矿采集作业中，由于井下的施工空间较大，通常采用光缆或者工业总线进行数据通信，而工业总线传输速率太慢，所以本发明中选择光缆进行数据通信。本发明中采用光电接口 5实现光缆到网缆(网线)的信号转换，进而实现UWB锚点2与服务器1的数据通信。 其中，光电接口 5可以为UWB锚点2、光电转换器或其它本领域技术人员公知的光电转换设备。[〇〇54]为了保障井下煤矿的安全，井下应用的设备都需要通过防爆认证才可以下井，优选的，UWB锚点2采用防爆电源6供电，防爆电源6是通过防爆认证的电源。
[0055]另一方面，本发明还提供一种上述的车辆定位系统进行的基于UWB技术的井下车辆定位的方法，如图4所示，包括:[〇〇56] S1:车载定位器3发起测距通信；[〇〇57] S2:UWB锚点2的两个定向天线接收车载定位器3发送的测距信号，UWB锚点2计算出测距信号的飞行时间；[〇〇58] S3:UWB锚点2将计算出的飞行时间和两个定向天线的信号接收信息上传给服务器 1

不是有个GPS就能随便查别人在什么地方。

先来了解定位别人的原理，比如你家人的手机也带GPS模块，你要查到家人，就必须要建立通讯，简单来说就是你家人的手机把位置发送到一台中间服务器上，然后你的手机向这台服务器查询你家人的位置，服务器向你发送你家人上传的位置。

要实现这个需求有两个办法

一、安装一个GPS定位寻人软件，你手机需要安装，你家人手机也要安装。

二、你让你家人携带一个GPS定位器，比如锐峰汇智RF-V16什么的，然后你安装一个查询的APP即可随时查看他们的位置了，老人小孩最适合用。

1、实时定位

管理者可以随时定位车辆或者员工的当前位置地图给出被定位车辆或者员工所在位置的标点，鼠标移动到标点，系统给出车辆车牌或者员工名称、定位时间及当前所在位置描述信息。

2、轨迹跟踪

只需设定时间段，即可查询某辆车或者某个员工在此时间段内的活动走向和轨迹。系统同样给出每个标点的车辆或者员工名称、定位时间及当时所在位置描述信息。

3、电子围栏

设防状态下，人员或者车辆移动超过设定范围，将会触发报警。

4、震动报警

可通过平台或者手机APP控制，让定位器进入震动报警设防状态。震动报警分为三个等级，一级最灵敏。在设防状态下，只要车辆轻微震动，都会有短信通知车主。

5、超速报警

可通过手机APP或者在线定位平台设定车辆的限制速度。当车辆的行驶速度超过此限制速度，定位器会发送超速报警信息到用户指定的手机号码，同时上传到服务器。

6、紧急求助

有些GPS定位器配有SOS紧急报警按钮。在车主或者用户遇到紧急情况时，可以触发SOS按钮，定位器会给用户指定的号码发送报警信息和拨打电话进行求助，同时上传到服务器。

7、GPS定位器是内置了GPS模块和移动通信模块的终端，用于将GPS模块获得的定位数据通过移动通信模块（GSM/GPRS网络）传至Internet上的一台服务器上，从而可以实现在电脑上查询终端位置。

是车辆定位系统。由全球卫星定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）组成，可以实现对车辆的跟踪和定位。

比如系统可对车辆以往的行驶数据信息进行下载、回放、保存等。管理员可单独或是设定全部车辆的行驶上下限速度，当车辆行驶速度超过该限制时，系统即会提示车辆超速报警，并伴有声音和窗口d出窗口提示。

管理员可以通过文字和图象在地图上自行标注公司的以及工地的方位；也可以自行构建道路上没有的路线，更好的完善地图来管理车辆。

只要在汽车上安装了电子地图系统，汽车行驶在电子地图开通业务的区域内，车内的显示屏就会显示汽车所在区域的地图和汽车在地图上的实际位置

扩展资料：

VPS服务器是一种介于传统虚拟主机和独立主机之间的特殊服务器托管技术，它通过特殊的服务器管理技术把一台大型Internet主机虚拟化成多个具有独立IP地址的服务器系统，这些系统无论从性能、安全及扩展性上同独立服务器没有实质性的差别，而费用仅相当于租用独立服务器的1/4或1/5，并且无须额外支出后续的硬件维护管理成本。

VPS服务器拥有传统虚拟主机所不具备的系统独立管理权，解决了那些既需要独立主机性能、财力又不够充裕的网站的运营发展问题，无疑是一种比较实惠的选择。

参考资料来源：百度百科-车辆定位系统

1、请确保GPS定位终端在未通电的情况下插入SIM卡，负责容易烧卡。SIM安装好后，请打开备用电源开关（在边上），并且确认SIM牢固不会松动。

2、GPS定位器红色线→汽车DC12／24v常电；GPS定位器黑色线→汽车负极／搭铁线；GPS定位器白色线→汽车ACC／钥匙线（检测发动机开关状态，必接）；GPS定位器**线→汽车上油线／油路线（可接可不接）。安装各种颜色的线序接好，确保接头不松动、不进水。

3、终端固定，常见固定位置是把主驾／副驾前挡板拆下，在其内部空间里，还有座位地下，后备箱等等地方也可以安装。

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