矿井目标定位中移动信标辅助的距离估计新方法

为了降低测距不准对矿井目标定位精度的影响,提出一种移动信标辅助的距离估计方法 MBDisEst。该方法由安装有惯导设备或/和激光定位装置的瓦检员或矿车充当移动信标,它们通过与矿山物联网中的其他设备交换信息校准自身坐标。MBDisEst以移动信标和目标节点之间的相对运动和几何约束为基础,利用加权最小二乘法计算目标节点与虚拟信标的距离,可将静止和运动目标的距离估计统一在同一框架。仿真结果表明:MBDisEst的测距精度比TOA的测距精度高,其测距误差随移动信标速度的增大而增大,随移动信标通信半径的增加而减小,基于MBDisEst的定位方法具有较高的定位精度。

矿井动目标精确定位技术及优化方法研究

现有矿井动目标定位系统存在井下无线信号传输衰减严重、非视距误差较大、井下电磁环境复杂、动静目标感知范围广、多系统信息融合联动性强等问题,目前针对矿井动目标精确定位技术及优化方法的研究未全面分析动目标精确定位服务的特点和技术要求,且缺少主流与新兴定位技术的全面对比。针对上述问题,分析了常用信号传输技术和定位测距方法在矿井动目标精确定位系统中应用的优缺点,指出无线电定位技术是较为适合、可行的矿井动目标精确定位技术。从信号防碰撞技术、误差消除方法、定位结果优化方法和融合定位技术4个方面分析了我国矿井动目标精确定位优化方法的研究现状,总结了存在的问题:①信号防碰撞算法的综合性仍需改进。②测距误差控制手段的高效性有待提升。③融合定位方法在生产现场中应用尚不成熟。④系统的应急救援辅助作用未充分发挥。针对现有技术的不足,展望了矿井动目标精确定位技术的发展趋势:①研究动态环境下信号冲突机制和冲突后恢复机制,设计综合信号防碰撞方案。②研究精确、高效、经济的测距误差控制方案,节约通信成本。③设计多种定位方法深度融合的动态定位方案,提升系统的可靠性、灵活性和应用性。④研究多系统联动方案及极端情况下应急通信与定位恢复机制,充分发挥系统在应急救援中的作用。

基于RSSI的矿井移动目标加权质心定位算法

基于接收信号强度(RSSI)定位技术,通过优化质心定位算法和权值因子来提高煤矿井下移动目标的定位精度。该方法将接收到的RSSI值进行高斯混合滤波,利用最大期望算法(EM算法)对数据进行聚类分析,然后根据赤池信息量准则(AIC)选取AIC值最小的分布模型作为算法计算模型,最后将加权质心算法引入幂值求得定位坐标;用CC2530传感器节点作为通信节点进行实验验证。实验证明,优化后的加权质心算法的定位误差较小。

面向矿井目标的双标签高精度定位方法

接收信号强度指示(RSSI)测距结果的不唯一性和波动性使得单标签定位的精度不高甚至漂移.提出一种面向矿井目标的双标签定位方法,它为待定位目标配备两个水平或垂直定位标签,进而构造标签与定位基站测量距离和估计距离间的优化函数.优化函数通过双向迭代求精法求解,它包括迭代初值确定、左/右双向迭代两个主要步骤.双标签法以添设一个定位标签的极小代价大幅提高了定位精度,具有较强的抗噪能力和环境适应能力,适用于不同形状和大小的矿井对象.

矿井移动目标并发接收时间片调度算法

在煤矿井下移动目标定位系统中,设计可靠的、并发识别能力好的无线通信方案,可以有效减少定位系统的漏读率,提高系统的可靠性,从而达到提高矿井移动目标定位系统性能。结合矿井定位系统性能的要求,围绕定位系统中标签漏读率展开研究,在分析矿井定位的无线通信技术及其对漏读率影响的基础上,设计了"时间片调度"算法以减小漏读率,随后根据数学建模和概率计算的方法计算出碰撞概率和漏读率。