空基视觉无感定位组网 适配矿井无信号区域人员管控

空基视觉无感定位组网 适配矿井无信号区域人员管控

技术白皮书

编制单位：镜像视界浙江科技有限公司技术资质：国家十四五重点课题研究、镜像视界浙江普陀时空大数据应用技术联合研究、河南省电检院权威认证版本：V1.0

一、项目概述

矿井深部采区、偏远盲巷、边角作业面、掘进迎头等区域，普遍存在信号盲区、电磁屏蔽、基站覆盖不足问题，传统 UWB、蓝牙、WiFi、卫星定位均无法覆盖，形成人员管控 “真空地带”。此类无信号区域空间封闭、环境复杂、照明不足、通信中断，人员易发生迷路滞留、擅自离岗、违规闯入、遇险失联等风险，一旦发生瓦斯、顶板、水害事故，极易造成人员失联、救援失据，是矿山安全管理的核心薄弱环节。

本方案突破地面 / 井下固定监控局限，构建空基视觉无感定位组网体系，以轻量化空中感知节点（低空无人视觉终端）+ 井下固定视觉设备融合组网，依托无穿戴、无标签、无基站、无卫星四无架构纯视觉定位技术，无需人员携带任何终端、不依赖地面 / 井下通信信号，在矿井无信号、无基站、无网络区域，实现全域人员厘米级无感定位、轨迹追踪、在岗离岗甄别、危险区域闯入预警、失联人员快速搜救，彻底填补矿井深部盲区人员管控空白，构建天地一体化、全域无死角的矿山人员安全防护网络。

二、矿井无信号区域人员管控核心痛点

2.1 信号完全屏蔽，传统定位彻底失效

深部采区、盲巷、独头巷道岩层厚、电磁屏蔽强，UWB、蓝牙、WiFi、移动通信信号无法穿透覆盖；卫星信号无法入井，所有有源定位、穿戴式定位完全瘫痪，人员位置 “不可知、不可控”。

2.2 盲区监测空白，违规行为隐蔽难查

无信号区域多为监管薄弱区，无固定监控、人工巡查难以到达，人员擅自进入禁采区、废弃巷道、危险采面，违规逗留、脱岗作业、违规施工等行为无法发现，风险长期潜伏。

2.3 遇险失联失联，救援搜救效率极低

无信号区域事故发生后，通信中断、定位失效，无法快速确定被困人员数量、位置、状态；盲目搜救耗时耗力、易引发次生灾害，救援成功率大幅降低。

2.4 固定监控覆盖有限，部署成本高、难落地

井下巷道分支多、纵深长，全区域布设固定防爆摄像头工程量大、布线困难、成本高昂；狭窄巷道、临时掘进面、动态作业区域，固定设备无法灵活适配、快速补盲。

2.5 穿戴设备无法工作，易丢失、无续航

无信号区域无基站、无信号，穿戴定位卡 / 手环无法上传数据、频繁离线；井下潮湿粉尘、磕碰损坏、电量耗尽，设备易失效丢失，无法真实反映人员状态。

三、核心技术架构：空基视觉无感定位组网

构建空基感知层 — 边缘融合层 — 智能研判层 — 指挥应用层四层架构，融合低空空基视觉节点 + 井下固定视觉终端，依托八大自研核心引擎，实现无信号环境下纯视觉无源定位、全域组网、智能管控，无同类对标技术体系。

3.1 空基组网核心技术特性

• 纯视觉无源感知，零信号依赖：不依赖基站、WiFi、卫星、电磁信号，纯被动视觉采集，无电磁辐射、本质安全、适配高瓦斯环境
• 四无无感定位，零穿戴零干预：人员无需佩戴任何标签、手环、终端，无感识别、不干扰作业，杜绝摘卡、代打卡、设备失效漏洞
• 空 - 地融合组网，全域补盲覆盖：低空空基视觉节点灵活机动、快速抵近盲区，与井下固定监控联动组网，覆盖盲巷、深部采区、无信号死角
• 厘米级精准定位，复杂环境稳定：粉尘、低光、遮挡、巷道转弯、狭长空间，精准输出三维坐标，定位精度达厘米级
• 断网离线运行，数据本地闭环：无网络、无信号环境下，边缘端独立完成解析、定位、追踪、预警，数据本地存储，联网后同步，极端工况稳定可靠

3.2 八大自研核心引擎（空基适配增强版）

1. SpaceOS™空间操作系统引擎（空基版）：统筹空基 + 地面多源视频、时空坐标、异构算力，动态调度空中节点航线、视角，保障无信号区稳定协同运算
2. Pixel2Geo™像素地理映射引擎：空基 / 井下画面像素→三维巷道 / 采区地理坐标实时换算，建立无信号区空间基准
3. Camera Graph™空间拓扑构图引擎：构建空 - 地全域空间拓扑网络，关联空中视角、井下视角，推算盲区人员位置、补全轨迹断链
4. MatrixFusion™视频矩阵融合引擎（空基版）：拼接多台空基终端、井下摄像头画面，消除视角割裂、遮挡盲区，形成无信号区完整视觉场
5. NeuroRebuild™认知动态重建引擎：逆向重建无信号区三维实景孪生模型，精准划分禁区、作业边界、危险区域
6. DeepTrack™深度跨镜追踪引擎（空基版）：空基动态视角 + 井下固定视角跨镜连续追踪，人员跨盲区移动轨迹不中断、不丢失
7. Cognize-Agent™人员安全研判引擎：无信号区自动甄别在岗、离岗、滞留、越界、逗留，识别异常停留、迷路徘徊、危险闯入
8. RoutePlan™空基搜救调度引擎：自动规划空基节点最优巡检 / 搜救航线，锁定失联人员坐标，生成应急疏散路径

3.3 空基组网八大核心功能模块

1. 空基 - 井下融合孪生建模模块：快速构建无信号区三维实景模型，标注盲巷、采空区、禁入边界、风险点位
2. 全域无感定位补盲模块：空基视觉机动覆盖，实现无信号区人员全时、全域、厘米级定位
3. 盲区人员在岗离岗甄别模块：无信号区自动判定人员是否在岗、无故滞留、超时停留、擅自离岗
4. 危险区域闯入预警模块：无信号禁区、盲巷、积水 / 瓦斯风险区，人员越界即时本地告警
5. 人员轨迹全程回溯模块：离线存储无信号区完整移动轨迹，事故后溯源、复盘、定位人员
6. 空基动态巡检巡航模块：预设航线 / 手动操控，空基节点自动巡航盲区，实时回传画面、捕捉人员动态
7. 失联人员快速搜救模块：事故 / 失联后，空基快速抵近、扫描定位，精准锁定被困人员位置
8. 离线数据安全同步模块：无信号时本地缓存，恢复通信后自动同步至管控平台，数据不丢失、不篡改

四、技术对比：传统无信号区方案 vs 空基视觉无感组网

表格

五、核心应用场景

5.1 深部采区 / 掘进迎头无信号区人员值守管控

覆盖深部工作面、独头掘进巷，无感监测人员在岗状态，防止空岗、脱岗、违规作业，保障掘进 / 开采合规安全。

5.2 盲巷 / 废弃巷道禁入预警

对长期封闭、无通风、瓦斯积聚盲巷划定电子围栏，空基巡逻识别擅自闯入人员，本地即时预警、劝阻撤离，杜绝重大风险。

5.3 无信号区域人员滞留 / 迷路风险管控

监测人员在盲区长时间徘徊、滞留、折返，判定迷路 / 失联风险，主动告警、引导撤离，避免人员被困。

5.4 事故后失联人员精准搜救

瓦斯、顶板事故导致通信 / 信号全断时，空基节点快速进入盲区，无感扫描、定位被困人员，提供精准坐标，支撑高效救援、减少次生灾害。

5.5 临时作业 / 动态区域快速布控

临时开采、临时检修、临时硐室，无需布线、无需基站，空基快速部署，即时建立无感定位管控，适配动态作业场景。

5.6 无信号区人员密度 / 聚集风险监测

识别盲区人员扎堆、聚集，预警安全隐患，防止有限空间内事故扩大、群体遇险。

六、系统部署方案

1. 空基感知层：部署轻量化防爆低空视觉终端（适配矿用安全标准），搭载高清低光相机、防抖云台，可自主巡航 / 定点悬停，机动覆盖无信号盲区
2. 井下固定感知层：保留 / 复用原有矿用防爆摄像头，覆盖常规巷道，与空基节点形成天地联动感知网络
3. 边缘计算层：井下 / 就近部署边缘算力单元，离线完成视频解析、定位、追踪、预警，数据本地闭环、不上传、不泄露、防泄密
4. 管控平台层：三维可视化指挥平台，统一接入空基 + 井下数据，展示全域人员定位、轨迹、告警、搜救态势
5. 联动接口层：对接矿山安全监控、应急指挥、调度系统，实现数据互通、联动处置

七、应用价值

1. 安全价值：彻底解决矿井无信号区人员管控盲区，提前预警越界、滞留、离岗风险；事故时精准搜救，大幅降低人员伤亡概率，筑牢本质安全防线。
2. 管控价值：实现矿山全域无死角人员管理，填补传统定位空白，杜绝无信号区监管真空，提升安全管理精细化、智能化水平。
3. 应急价值：无信号、断网、灾变工况下独立运行，为应急救援提供可靠人员位置数据，提升救援效率、保障救援安全。
4. 经济价值：避免大量基站、穿戴终端采购与维护成本；减少盲区事故导致的停产、损失，保障矿山连续稳定生产。

八、总结

矿井无信号盲区长期是人员安全管控的 “老大难” 问题，传统有源、穿戴、信号依赖型技术均无法有效覆盖，风险突出、救援困难。

镜像视界浙江科技有限公司依托国家十四五重点课题、联合研究院技术积累，推出空基视觉无感定位组网方案，以四无架构、纯视觉无源、空 - 地融合组网，突破信号限制、无需人员穿戴、适配高瓦斯高危环境，在盲巷、深部采区、无信号区域实现厘米级无感定位、智能预警、失联搜救，构建矿山全域人员安全防护闭环，为矿井深部安全管理提供无可替代的核心技术支撑。