基于PDR算法与伪平面技术的井下人员定位方法研究

为了降低行人航位推算(Pedestrian dead reckoning,PDR)算法在进行井下人员定位时产生的累积误差,提出了一种基于PDR算法与伪平面技术的井下人员定位方法。首先,采用惯性导航传感器获取井下人员的步态信息,通过线性步长估计模型和四元数法实现步长估计和方向估计,利用PDR算法推算人员的位置;其次,使用井下人员活动区域以及预设的标记点构建伪平面,并将井下人员位置映射到伪平面坐标上,为降低PDR算法的累积误差做准备;最后,采用SVM进行井下人员活动检测,通过转弯活动判断其是否处于特殊标记点,将PDR解算的位置与伪平面内已知转弯位置标记点进行相关性分析,完成伪平面信息与工人位置的匹配,校准并更新PDR位置,降低累积误差。结果表明:井下工人在完成单个转弯活动过程中,传统PDR算法解算位置平均误差为0.98 m,而进行伪平面修正后平均误差降低到0.31 m;在完成区域性多活动过程中,采用伪平面技术修正后的PDR平均定位误差从1.08 m降低到0.38 m。因此,所提出的井下人员定位方法有效提高了PDR算法的定位精度。

基于粒子滤波泰勒算法的变电站人员定位跟踪系统

为了解决变电站工作人员实时精准定位问题,提升变电站智能安全运维水平,提出了一种基于粒子滤波泰勒算法的变电站人员定位跟踪系统。系统硬件部分由超宽带基站、超宽带标签、位置计算服务器及相关配套设施组成。所提系统软件算法运用加权最小二乘法对泰勒算法初值进行优化,得出初步定位结果后,采用粒子滤波算法进一步平滑滤波,实现在非视距(NLOS)严重条件下的人员精准定位跟踪,进一步提升定位精度。镇江银山11万伏变电站二次开关室应用实验结果表明,所提的人员定位跟踪系统可在NLOS严重条件下,实现10 cm精度的人员定位,满足实际应用需求,具有工程实用性及可行性。

基于PL2101的煤矿机车供电分段控制系统

针对煤矿巷道机车供电中存在电源线自身损耗造成资源浪费的问题,系统采用了供电分段控制的设计方法和思路。利用电力载波芯片PL2101的通信方式,可实现该任务。给出了电力载波通信的具体数据格式和各字节的含义,讨论了分段控制系统的具体硬件设和软件设计。通过运用人员定位算法,能实现人员的安全保护和降低意外伤害。

基于超宽带非对称双边双程测距的矿山井下定位跟踪算法研究

在地下矿山建立稳定、有效、高精度的人员定位系统和算法,对矿井事故灾害的灾时指导逃生和灾后救援等方面起着至关重要的作用。基于超宽带定位测距系统,进行了室内非对称双边双程测距试验,利用粒子群算法、Taylor级数迭代等智能算法完成对目标的定位,以期获得更精确的定位解析,相较于传统的Wi-Fi通信系统及射频识别人员定位管理方法,能够在保证实时性的同时,有效、准确地提供遇险人员的位置及周边地形状况,达到了厘米级定位精度,实现了井下精确定位,为井下救援工作提供技术支持。

多维一体化智能安防系统在海上平台的应用研究

根据海上平台少人化及无人化平台安全管理新要求,设计一种多维一体化智能安防系统。系统基于智能视频分析识别算法、人员定位算法、联动预警及集成算法,并应用不同的监测前端设备,实现平台生产安全监控、人员及船舶入侵识别、人员定位、预警告警等功能。系统可实现海上平台异常事件、潜在风险主动预警,解决了海上油气田传统安全管理模式效率低、数据分析困难等问题,极大地提高了安全管理水平。

基于三维技术的火电厂可视化管控建设

电力技术不断进步,对火电厂的生产、运营、管控能力提出了更高的要求,促使火电厂建设从自动化、数字化、信息化逐步向智能化转变。目前,我国火电厂尚处于信息化发展阶段,管理方式较为粗犷,缺乏可视化的精细管控能力,在电厂的运行管理中,无法直观、完整地浏览、查阅各类信息。基于某电厂百万千瓦超超临界间接空冷燃煤发电机组技术支撑,采用先进的三维建模技术,建立高精度的火电厂全厂三维模型,构建全景穿透式的虚拟电厂,通过与电厂设备数据关联和业务系统集成,实现对人员、设备的可视化管控。

基于图像识别技术的被困人员智能探测定位系统

对各类灾害事故现场被困人员位置的准确掌握,能为救援人员制定救援方案提供科学的决策支持,进一步提高救援效率。为了更加快速精准地获取灾害事故现场被困人员位置,本文在对已有方法分析和总结的基础上,探索建立被困人员智能探测定位系统。该系统基于图像识别技术开发,通过自动获取并分析疏散通道上的视频监控画面,判断该监控对应区域下是否有人员作出特定的求救姿势或者处于被困状态,从而将被困位置和相关信息发送至救援人员,协助救援。经测试,系统在人员姿势测试集上的检测准确率为94%,在人员状态测试集上的探测准确度为90%。

矿井人员融合定位系统

针对基于传统接收信号强度指示(RSSI)指纹定位算法的井下人员定位系统在离线采样阶段指纹数据库采集工作量大、易受井下环境影响,基于行人航迹推算(PDR)算法的定位系统存在误差累计的问题,设计了一种基于改进RSSI指纹定位算法和PDR算法的矿井人员融合定位系统。该系统采用GS1011控制器和MPU9150惯性传感器构成智能终端,将采集的惯性传感器、RSSI和时间戳数据通过井下WiFi网络上传至地面监控中心定位服务器;定位服务器采用扩展卡尔曼滤波对RSSI指纹定位算法和PDR算法的定位信息进行融合,实现井下人员定位。试验结果表明,该系统平均定位误差为1.79m,小于单独采用RSSI指纹定位算法或PDR算法的系统定位误差,定位精度满足井下人员定位要求。

一种高精度井下人员无线定位方法

在分析主流无线定位技术在井下应用局限性的基础上,提出了基于对称双向到达时间测距和最小二乘法实现井下精确定位的方法,证明了该方法对由于无线定位设备晶振频率差异导致的测量误差有较高的鲁棒性;通过分析和比较实验数据,证明了该井下精确定位方法的可行性和有效性。

RFID技术的定位改进算法在铁路隧道人员定位中的应用

本文介绍无线射频识别技术(RFID)的基本原理,重点阐述基于RFID的LANDMARC定位算法的原理与过程。在此基础上,综合考虑铁路隧道内折射、反射、多径效应等因素对场强的影响,分析LANDMARC定位算法的不足,将此算法进行改进,提出自适应LANDMARC k-邻居算法,结合RF Code公司的硬件系统,将其应用到铁路隧道人员定位系统中。实验证明改进的算法具有更高的定位精度:定位精度在1m以内的标签占70%,比原来算法的60%提高10%;93%的标签定位误差小于1.5m,且最大误差控制在2.5m以内。对提高隧道内人员的安全管理水平具有重要意义。

利用单基站对三维运动目标定位与跟踪

该文提出了一种利用单个CDMA基站发射的导频序列对三维运动目标进行定位与跟踪的方法.首先,利用直达干扰信号与目标反射信号的多普勒频移的不同及伪随机序列自相关函数的特点抑制直达分量,估计相对时延;其次,用与Chan(1994)类似的方法初步估计目标位置;最后,根据目标在短时间内的运动可近似为匀速直线运动的特点来改善定位精度,并实现测速.仿真结果证明了该方法的有效性.

基于WiFi和ZigBee的井下人员无线跟踪与定位系统的设计

针对现有矿山人员定位系统成本高、安装复杂、只能区域定位等问题,提出了一种基于WiFi和ZigBee技术的井下人员无线跟踪与定位系统的设计方案和一种符合矿山实际要求的基于一维线性空间的实时定位方法,详细介绍了该系统的软硬件设计。该系统采用WiFi技术组建无线语音局域网络,采用ZigBee技术组建无线传感器监测网络,通过井下综合分站同时发射WiFi和ZigBee无线信号,实现了井下实时通信信号和定位信号的覆盖。该系统已实际应用,效果良好。

井下移动目标定位跟踪关键技术

针对智慧矿山建设和现代煤矿安全生产的要求,在分析现有技术后提出了煤矿井下移动目标定位跟踪的新方案。通过在巷道内铺设有源RFID位置标签,利用矿工携带的便携式带有阅读器、环境传感器、矿灯、Zig Bee无线传输模块、一键救援的新设备(多功能阅读器)跟踪定位矿工的移动。在多功能阅读器上通过RFID中间件完成矿工位置计算,然后将环境传感器的监测数据和阅读器的位置信息通过无线传感器网络传输到井上应用服务器。在实验环境下验证了系统的设计思路,并完成了相应的系统软件设计。该软件能够完成井下人员移动位置跟踪和周围工作环境的监测等功能。该系统不但可以独立使用,还可以为应急救援提供有价值的矿工位置信息支持。

煤矿井下基于RSSI的加权质心定位算法

针对基于无线传感器网络的矿井灾害无线监测信息系统,提出了一种基于接收信号强度(RSSI)的加权质心定位算法。算法首先动态获取路径衰落指数,然后通过加权质心算法计算出自身位置。动态获取路径衰落指数实时计算了定位区域下的路径损耗指数,能够准确反映巷道不同区域对信号衰落的影响,增强了测距算法对环境的适应能力。加权质心算法通过加权系数体现各参考节点对质心坐标决定权的大小,提高了定位精度。实验测试表明,算法提高了定位精度,计算量小,定位流程简单,适合用于煤矿井下环境。

基于RFID技术的矿山物联网关键问题及其仿真

RFID技术作为获取物体空间位置的关键技术,在物联网中的应用必将更加广泛。论述了RFID在矿山物联网中的应用及需要解决的关键问题。提出了一种应用RFID进行定位的改进算法,针对井下直巷道环境进行了仿真。结果证明,该算法的定位精度能够满足井下目标定位的需求。

基于热释电传感器的位置相关算法研究

简要分析了热释电传感器的探测原理和特性,详细讨论了利用三个传感器实现人员定位的位置相关算法的实现,算法能适用恶劣条件下的人员定位及其它需要界位划分的场合。

一种有效减小非视距传播影响的TOA定位方法

本文基于移动通信环境中非视距 (NLOS)传播时延服从指数分布的特性 ,提出了一种有效减小NLOS影响的定位方法 .该方法首先利用测量的波达时间 (TOA)和NLOS传播时延的统计特性估计由NLOS引起的附加时延 ;然后从测量的波达时间中减去附加时延 ,得到对LOS传播时间的估计 ,进而估计移动台的位置 ;最后 ,对不同时刻估计的移动台位置进行平滑处理 ,进一步减小NLOS的影响 .采用该方法对移动台的位置进行的估计是一种无偏估计 ,不需要增加系统成本 ,计算简单 ,是一种非常实用的定位方法 .仿真结果证明了该方法的有效性 .

基于CC2530的井下人员信息采集模块设计

设计了一种基于CC2530的井下人员信息采集模块。该模块以CC2530为核心,由下井人员随身携带,可将各种传感器采集到的环境温度、瓦斯等信息及人员的编码信息发送给安装于井下巷道中的无线接收器并传送到地面监控主机,使地面管理人员可实时了解井下人员的位置、数量及环境状况;在井下出现危险情况时,该模块可及时收到地面监控主机发送的报警信息或灾害应急措施,并发出相应的声光报警提示井下人员。实验结果表明,该模块实现了井下人员的位置、运动状态及周围环境参数的采集及传输。

煤矿井下人员定位系统在Android上实现

针对传统的井下无线定位系统只能定点的传输语音视频信息,人机交互效果不理想的缺点,提出了煤矿井下人员定位系统在Android上实现。在JAVA EE集成开发环境上开发基于Android操作系统的无线定位系统管理软件,能够实现定位、导航、语音视频传输等功能。该系统集定位、导航和语音视频传输于一体,增强了人员管理水平,提高了煤矿企业安全生产水平和生产效率。

客户需求驱动的多层物流网络选址规划模型与算法

构建了一个包括生产商、物流中心、中转点及零售商等4类节点的多层物流网络,并以零售商需求驱动,根据自下而上的规划逻辑,建立了该网络选址规划数学模型及其遗传算法。最后,用一个仿真算例对模型及其算法进行了验证。