一種砸倒報警檢測方法與流程

2024-03-29 08:31:05

本發明涉及一種砸倒報警檢測方法及系統，屬於人員安全和移動通信技術領域。

背景技術：

隧道施工具有較大的風險性，在以礦山法為主的隧道中，會經常使用爆破手段進行開山，如果隧道發生意外塌方情況，那麼對於施工人員無疑是最大的安全威脅。同樣，在礦井場景中，也可能發生意外的塌方或者人員被砸倒的事故，從而導致施工人員生命安全受到嚴重威脅。如何在複雜危險的施工環境中，提前預測環境的變化，對於塌方或者人員被砸倒的情況進行及時報警，確保施工人員的生命安全，是亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明提出一種砸倒報警檢測方法及系統，它通過幾個特徵狀態的判斷和系統門限值的設定，能夠準確獲取人體被砸倒的信息、提升砸倒報警的準確率，降低該事件的漏報率，確保施工人員的生命安全。

為了實現上述目的，本發明的內容包括：

砸倒報警檢測算法

步驟1：初始化之後，採集三軸加速度值。

步驟2：檢測失重狀態，失重現象發生在被砸倒之初。這種現象摔落過程中尤其顯著，加速度的矢量降至0g左右。因此，可以把加速度值大小作為失重狀態的判斷依據。判斷方法是合加速度值小於閾值g1且失重狀態持續時間達到t1，即為失重狀態。

步驟3：產生失重現象過後，人體與地面相撞擊，此時合計速度值變化比較劇烈，該現象稱為衝擊。當合加速度值大於設定閾值g2時，即判為是衝擊中斷。

步驟4：檢測衝擊中斷的工作模式為：每個採樣的加速度值將直接與閾值g2進行比較，當加速度值出現大於閾值情況時即可判為是衝擊中斷。

步驟5：失重狀態與衝擊中斷之間的間隔時間設定為t2，若檢測到衝擊中斷時間距離失重狀態已超過時間t2，則認為無效。

步驟6：一般地，人員被砸到後，人體是無法立即站起來。人體會在短時間內保持靜止狀態。衝擊中斷產生之後，系統等待檢測靜止狀態，設定閾值g3，衝擊中斷到靜止狀態時間間隔設定為t3。檢測靜止狀態工作模式：首先選擇一個參考點，若新的採樣點與參考點的合加速度差值超過閾值g3，參考點會被該採樣點的加速度值替換；若新採樣點合加速度與參考點的加速度差值小於閾值g3並且持續超過一定時間t3，則判為靜止狀態。

步驟7：在檢測到衝擊中斷之後的t4(t4＞t3)內，應該有靜止狀態產生。如果在時間t4內沒有檢測到靜止狀態，則判為無效，不產生砸倒報警指示。

步驟8：砸倒後，人體一般會翻轉因此三個軸的加速度值與墜落前的初始狀態有所不同。若採樣的三軸加速度值與初始狀態下數值的矢量差超過閾值g4，則說明檢測到一次有效的砸倒報警，系統會給出一個報警指示。

本發明的有益效果：

本發明解決了由於用戶個體差異引起的閾值偏差，進一步減少了誤報、漏報現象；分析了人體從被砸倒到靜止狀態各階段的加速度值，結合人員行為和狀態變化的綜合判斷，從而提高砸倒報警檢測的準確率；砸倒報警檢測器攜帶在用戶身上，它是基於三軸加速度傳感器的設備，不需要其他額外設備，即實現成本低、重量輕、便攜的指標要求。

附圖說明

圖1是砸倒報警檢測算法流程圖

具體實施方式

實施例1：

本發明可以應用於在隧道施工建設，砸倒報警檢測器佩戴在進入隧道內的所有員工，尤其是「掌子面」的爆破人員和工作人員。

具體算法步驟：

(1)採集三軸加速度值。

(2)系統等待失重檢測，判斷方法是合加速度值小於閾值g1＝0.75g，且失重持續時間至少為t1＝30ms，即為失重狀；否則返回繼續判斷採樣值。

(3)產生失重之後，系統開始等待衝擊中斷。當加速度值大於閾值g2＝2g時，即為衝擊中斷；若小於判斷衝擊中斷工作模式是：每個採樣點的加速度值將直接與閾值進行比較，從而判斷是否發生中斷。

(4)失重狀態與衝擊中斷之間的間隔時間設定為t2＝200ms。若時間間隔大於t2，則認為無效。

(5)衝擊中斷產生之後，系統等待檢測靜止狀態。閾值設為g3＝03g，時間隔間為t3＝2s。判斷靜止狀態工作模式：選擇一個參考點，若新採樣點與參考點的加速度差值超過閾值，參考點會被該採樣點更新替換。若新採樣點與參考點的差值小於閾值g3並且持續超過一定時間t3，則判為靜止狀態。

(6)在衝擊中斷產生之後的t4＝3.5s內，應該有靜止狀態產生。如果超時，則認為無效。

(7)若靜止狀態之後的三軸加速度值與初始狀態三軸加速度矢量差超過g4＝0.7g，則說明檢測到一次有效的砸倒，系統會給出一個報警提示。