本發(fā)明涉及一種砸倒報警檢測方法及系統(tǒng)，屬于人員安全和移動通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

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(jīng)常使用爆破手段進行開山，如果隧道發(fā)生意外塌方情況，那么對于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(fā)生意外的塌方或者人員被砸倒的事故，從而導(dǎo)致施工人員生命安全受到嚴重威脅。如何在復(fù)雜危險的施工環(huán)境中，提前預(yù)測環(huán)境的變化，對于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(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種砸倒報警檢測方法及系統(tǒng)，它通過幾個特征狀態(tài)的判斷和系統(tǒng)門限值的設(shè)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明的內(nèi)容包括：

砸倒報警檢測算法

步驟1：初始化之后，采集三軸加速度值。

步驟2：檢測失重狀態(tài)，失重現(xiàn)象發(fā)生在被砸倒之初。這種現(xiàn)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(tài)的判斷依據(jù)。判斷方法是合加速度值小于閾值g1且失重狀態(tài)持續(xù)時間達到t1，即為失重狀態(tài)。

步驟3：產(chǎn)生失重現(xiàn)象過后，人體與地面相撞擊，此時合計速度值變化比較劇烈，該現(xiàn)象稱為沖擊。當合加速度值大于設(shè)定閾值g2時，即判為是沖擊中斷。

步驟4：檢測沖擊中斷的工作模式為：每個采樣的加速度值將直接與閾值g2進行比較，當加速度值出現(xiàn)大于閾值情況時即可判為是沖擊中斷。

步驟5：失重狀態(tài)與沖擊中斷之間的間隔時間設(shè)定為t2，若檢測到?jīng)_擊中斷時間距離失重狀態(tài)已超過時間t2，則認為無效。

步驟6：一般地，人員被砸到后，人體是無法立即站起來。人體會在短時間內(nèi)保持靜止狀態(tài)。沖擊中斷產(chǎn)生之后，系統(tǒng)等待檢測靜止狀態(tài)，設(shè)定閾值g3，沖擊中斷到靜止狀態(tài)時間間隔設(shè)定為t3。檢測靜止狀態(tài)工作模式：首先選擇一個參考點，若新的采樣點與參考點的合加速度差值超過閾值g3，參考點會被該采樣點的加速度值替換；若新采樣點合加速度與參考點的加速度差值小于閾值g3并且持續(xù)超過一定時間t3，則判為靜止狀態(tài)。

步驟7：在檢測到?jīng)_擊中斷之后的t4(t4＞t3)內(nèi)，應(yīng)該有靜止狀態(tài)產(chǎn)生。如果在時間t4內(nèi)沒有檢測到靜止狀態(tài)，則判為無效，不產(chǎn)生砸倒報警指示。

步驟8：砸倒后，人體一般會翻轉(zhuǎn)因此三個軸的加速度值與墜落前的初始狀態(tài)有所不同。若采樣的三軸加速度值與初始狀態(tài)下數(shù)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(tǒng)會給出一個報警指示。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明解決了由于用戶個體差異引起的閾值偏差，進一步減少了誤報、漏報現(xiàn)象；分析了人體從被砸倒到靜止狀態(tài)各階段的加速度值，結(jié)合人員行為和狀態(tài)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，它是基于三軸加速度傳感器的設(shè)備，不需要其他額外設(shè)備，即實現(xiàn)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(fā)明可以應(yīng)用于在隧道施工建設(shè)，砸倒報警檢測器佩戴在進入隧道內(nèi)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)采集三軸加速度值。

(2)系統(tǒng)等待失重檢測，判斷方法是合加速度值小于閾值g1＝0.75g，且失重持續(xù)時間至少為t1＝30ms，即為失重狀；否則返回繼續(xù)判斷采樣值。

(3)產(chǎn)生失重之后，系統(tǒng)開始等待沖擊中斷。當加速度值大于閾值g2＝2g時，即為沖擊中斷；若小于判斷沖擊中斷工作模式是：每個采樣點的加速度值將直接與閾值進行比較，從而判斷是否發(fā)生中斷。

(4)失重狀態(tài)與沖擊中斷之間的間隔時間設(shè)定為t2＝200ms。若時間間隔大于t2，則認為無效。

(5)沖擊中斷產(chǎn)生之后，系統(tǒng)等待檢測靜止狀態(tài)。閾值設(shè)為g3＝03g，時間隔間為t3＝2s。判斷靜止狀態(tài)工作模式：選擇一個參考點，若新采樣點與參考點的加速度差值超過閾值，參考點會被該采樣點更新替換。若新采樣點與參考點的差值小于閾值g3并且持續(xù)超過一定時間t3，則判為靜止狀態(tài)。

(6)在沖擊中斷產(chǎn)生之后的t4＝3.5s內(nèi)，應(yīng)該有靜止狀態(tài)產(chǎn)生。如果超時，則認為無效。

(7)若靜止狀態(tài)之后的三軸加速度值與初始狀態(tài)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(tǒng)會給出一個報警提示。