张炜， 付元， 刘昕

(1.北京理工大学 机电学院， 北京 100081； 2.煤炭科学技术研究院有限公司， 北京 100013； 3.煤科院节能技术有限公司， 北京 100013)

0 引言

为实现对煤矿井下工作人员的有效管理，根据AQ 1048—2007《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》中相关条款规定，各个人员出入井口应设置检测识别卡工作是否正常和唯一性检测的装置[1]。基于上述规范要求和煤矿安全生产管理中对携带多张识别卡、携带错误识别卡、未携带识别卡等违规行为的检测需求，研究人员对矿用唯一性检卡装置进行了大量研究。

研究人员提出了利用基于掌纹与指纹、人脸图像、步态、虹膜等生物特征的唯一性检测技术对本人携带本卡进行检测[2-4]。然而，由于矿工长期劳作，掌纹与指纹易被磨损，影响识别效果。井下煤尘较多，导致矿工的人脸易受污染，影响人脸识别效果。为了保证识别精度，步态识别需采集完整的步态图像作为识别特征，造成检测通道过长，难以适应现场需求，不易推广。虹膜识别的应用场景不受矿井环境限制，且虹膜特征不易损坏，因此虹膜识别适合在矿用唯一性检卡装置中使用[5-7]。

针对出入井人员携带多张识别卡、携带错误识别卡、未携带识别卡的情况，现有矿用唯一性检卡装置对其检测效果不是很理想，主要是因为受检测区域外识别卡干扰，现有装置不能对检测区域内识别卡数量进行正确检测[8]。433 MHz无线通信技术支持各种点对点、一对多点等无线数据传输方式[9-12]，定向天线可以把信号能量集中在某个方向，从而保障某个方向的信号强度增强[13-14]。……