煤矿井下的UWB定位基站布设优化研究

为了克服煤矿井下复杂环境对超宽带(UWB)定位系统基站布设的影响,本研究引入了一种创新的自然启发式元启发算法——星鸦优化算法(NOA),旨在优化UWB定位系统的基站布局。本文以UWB基站布设的区域覆盖率作为优化的目标函数,并通过NOA的迭代过程,寻求最优的基站布局方案。仿真试验表明,NOA的收敛精度和收敛速度很高。研究结果表明,NOA在井下复杂环境中的UWB定位系统中的应用潜力很大,为进一步测试实际环境和算法优化提供了理论基础和实践指导。

室内轨道公交车UWB定位系统设计

某室内磁悬浮三线轨道公交车采用超宽带(ultra-wideband,UWB)定位,为满足其定位需求,设计了一种室内轨道公交车UWB定位系统,研究了一种神经网络定位算法。该系统采用时分多址和码分多址技术,为多个车辆提供定位服务。神经网络定位算法以UWB测距值作为输入,定位误差作为输出,校正最小二乘法的位置误差。搭建了UWB定位试验系统,结果表明:标签与基站完成组网后,神经网络定位算法的平均定位误差为47.09 mm,均方根误差为30.50 mm,最大误差为152.64 mm,该系统提供了高精度的位置服务。

基于UWB定位的智能温室三维温湿度检测系统研究

为解决现有无线检测系统无法精准有效反映温室内立体空间的环境变化情况,以及传感器节点定位误差大、硬件成本高等问题,设计了一种基于UWB(Ultra wide band)定位的智能温室三维温湿度检测系统。系统通过一款自主设计的集成UWB定位模块的STM32F系统板对各传感器节点进行定位,并搭载AHT25型高精度传感器对环境数据进行采集。UWB主基站使用4G网络通信模块将各传感器数据及位置信息发送到上位机,并在Web端根据HTML5技术实现温室三维温湿度场可视化,完成温室三维温湿度远程检测。系统定位测试试验证明,各传感器节点精度主要集中在10~30 cm范围内,部分节点测量位置误差大于50 cm,各节点最大丢包率为2.5%,平均丢包率为1.9%,满足温室测量基本需求,对检测温室热工缺陷区域以及研究植物生长适宜环境有重要意义。

基于UWB定位技术的无轨胶轮车路径偏离报警

《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》中规定I类煤矿无轨胶轮车运输须具有车辆运行状态参数监测(超速、路径偏离报警、运动轨迹等)功能。为了满足验收标准中关于路径偏离报警的硬性要求,设计了一种基于UWB定位技术的无轨胶轮车路径偏离报警方法。基于图论理论,实现井下巷道路网信息结构化;对UWB定位基站输出的车辆定位数据执行滑动窗口滤波,提高方法的鲁棒性;采用A*搜索算法对运输路径进行规划,并在搜索算法的估价函数中新增权重函数和判断因子,提高规划的智能性;最后,对车辆当前位置的偏离情况进行实时判断。在新疆伊犁一矿的试验结果表明:各项功能运行正常,逻辑响应时间约为25 ms,现场应用状况良好。

基于UWB定位技术的应急管理系统在水库导流洞工程中的应用

对基于UWB定位技术的应急管理系统在水库导流洞工程中的应用进行研究。运用资料收集法、文献调查法、案例分析法等研究方法,介绍了UWB定位技术和基于UWB定位技术的精准定位系统,分析了基于UWB定位技术的应急管理系统设计,探讨了该系统在拟建古皂水库导流洞开挖支护施工中的应用,旨在通过应用此系统促进导流洞工程施工信息化水平提升。

基于视觉定位技术的水力发电厂入侵人员UWB定位方法

为了实现复杂环境下入侵人员精准定位,研究开发了基于视觉定位技术的水力发电厂入侵人员UWB定位方法。该方法利用双目视觉技术,将采集到的入侵人员图像作为深度学习网络的输入,并在深度学习网络中引入用于多特征提取的金字塔网络层、用于空间上下文增强的空洞卷积层,实现水力发电厂入侵人员检测;利用优化UWB定位技术计算标签位置,完成水力发电厂入侵人员定位。该方法可清晰采集入侵人员图像,有效检测入侵人员,并完成不同干扰环境下的入侵人员精准定位,实时追踪入侵人员行动轨迹,并对入侵行为实施相应预警。

三维环境下的智能水力发电厂移动目标UWB定位方法

在分析智能水力发电厂移动目标三维UWB定位原理的基础上,UWB定位测距通过双边双向法获取移动目标的测距数据,采用K-means++算法抑制测距数据中的非视距误差,通过高斯均值滤波处理标准测量误差,利用最小二乘法对误差抑制后的测距数据作解算处理,确定移动目标的首次三维定位初值;将三维定位初值作为泰勒级数展开法的输入,确定三维坐标估计值,实现移动目标三维定位。实验结果表明:该方法可有效降低测距数据误差,可确定各定位点的位置坐标,可将障碍环境下的定位误差控制在5~14 cm范围之内。

基于三球定位原理的改进UWB定位方法

在复杂的车间环境下,UWB信号传播会出现多径效应和非视距传播的问题。为了提高定位精度,提出了一种改进的UWB定位方法。该方法在三个基站的基础上再加一组基站,通过滑动窗口滤波处理基站的测距信息,利用四组基站三维坐标求解中心坐标。实验表明,改进的定位方法相较于三组基站定位方法,定位误差范围在X轴、Y轴上都有明显减小,定位精度更高,可以满足在复杂室内环境下的定位需求。

基于UWB定位的爆炸危险区域人员风险预警技术

基于UWB定位原理,对定位技术原理及技术特点进行分析,结合企业爆炸危险区域安全生产工作调整对安全生产预警需求分析,以需求为导向,探讨如何基于UWB定位技术实现人员实时定位、行动轨迹回放、视频联动等功能。以期为工业企业借鉴与参考,为企业安全、稳定生产环境的建设提供技术支持。

UWB定位技术的应用研究与分析

从UWB定位技术不同的应用场景和服务对象入手,对如何改善老人出行负担较重和室内服务机器人自主移动精度低的问题进行研究。将UWB技术所实现的自动跟随和自主移动功能分别应用于老人助行器和室内服务机器人当中,使老人助行器能够自动跟随在老人身后,减轻出行负担,同时使室内服务机器人定位精度达到厘米级,达到高效管理的目的。最后分别对两种装置进行实验测试,测试结果显示,系统性能达到预期效果且具有较高的稳定性。

UWB定位技术在电力隧道工程中的应用

电力隧道工程作为电力输配电系统的重要组成部分,其运行状态和安全性对于电力供应的稳定和可靠具有至关重要的意义。在电力隧道工程中,人员的安全管理、设备的监测与维护以及应急响应等问题是亟待解决的关键难题。传统的定位技术在复杂的电力隧道环境下往往难以满足高精度、高可靠性的要求。因此,引入先进的UWB定位技术成了解决这些问题的有效途径。UWB定位技术以其卓越的性能在室内定位和移动定位等领域已经取得了显著成绩,在电力隧道工程中的应用也备受期待。本文将重点探讨UWB定位技术在电力隧道工程中的应用,希望能为电力行业提供有益的参考和借鉴。

UWB定位技术在电磁波实验教学中的应用

采用UWB定位技术,设计了一种新的实验方法。利用UWB定位精度高的特点,将实验所需场地从室外转到实验室内,并应用于电磁场与波实验教学中,充分展现了电磁波传播和衰减在实际工程中的应用。该实验方法对于电子信息、通信、地理信息等专业的实验教学有良好的效果,具有投资小、收益大、实验内容丰富和扩展性强的优势。该实验设计提供了一个平台,易于在此基础上开展设计性综合性实验。

机器人UWB定位系统的设计与实现

实验引入超宽带UWB(Ultra Wideband)定位技术,结合TOA(Time Of Arrival)算法,设计并实现了移动机器人自主定位系统.在定位系统中,超宽带定位标签与基站相配合,测量出标签与各基站间的超宽带信号传输时间,经标签输出后,51Duino控制板通过串口接收数据并结合TOA算法解算出机器人位置坐标,再经串口通过Wi-Fi模块将位置坐标上传到上位机定位软件进行存储和显示,上位机软件同时可以根据坐标数据在选定的地图文件上标记机器人移动的实时轨迹.实验结果表明,该定位系统可以稳定地为机器人提供准确的位置定位服务,定位误差仅约为10cm左右,定位精度较高.

基于UWB定位技术的建筑工地人员安全管理系统

针对高层建筑工地人员安全管理的信息化、智能化需求,研究提出了一种基于UWB定位技术的建筑工地人员安全管理系统,利用所研发的高精度定位终端与系统管理平台,联动现场视频图像采集终端与报警装置,可对施工现场人员靠近或滞留危险区域的行为进行提醒和预警,并能通过平台展示和查询施工现场人员的实时位置、区域分布、活动轨迹等信息。通过实验测试与实地演示,证明该系统对于高坠等安全事故的发生具有一定预防能力,对于保障建筑施工人员人身安全、提升建筑施工单位安全管理水平具有重要意义。

基于三维UWB定位多种卡尔曼滤波性能分析

随着科学技术发展,定位技术在军用、民用等多方面扮演了愈加重要的角色。其中超宽带定位作为定位精度极高的特点,在很多场景都得到了使用。在实用范围不断推广的今天,UWB定位已从二维平面定位向三维发展。而卡尔曼滤波作为重要的误差消除手段,与三维UWB定位结合效果较好,因此文章从多种卡尔曼滤波性能分析入手,从中选取最优结合方法,实现误差最大程度的降低。

基于UWB定位的变电站三维可视化作业监控系统研究

针对变电站现场工作人员误入带电间隔、与带电设备安全距离不足、扩大工作范围,大型机具作业误碰设备及现场人工监督监管困难所带来的问题,文章采用变电站三维模型构建技术、基于交点质心的超宽带(Ultra Wideband,UWB)信号测距的三维定位算法、基于电子安全围栏作业的监控技术等关键技术,研制了一种基于UWB定位的变电站三维可视化作业监控系统。该系统实现了在三维场景中的现场工作人员、大型机具的作业监控及告警功能,有效防范了上述问题的发生。系统已成功应用于220 kV同益变电站中,验证了该系统的有效性。

井下巷道TOA和TDOA联合估计的UWB定位算法

设计了一种基于TOA和TDOA联合估计的UWB定位算法。分析了UWB信号在巷道环境下的传播机制、TOA与TDOA定位模型,对于井下采用TOA三边定位法的测量误差使3个圆不能相交于1点的情况,提出将相交区域的质心作为估计坐标,结合TDOA的参数与Taylor算法,将TOA的估计坐标作为Taylor算法的初始值,对定位结果求精。仿真实验表明,定位算法具有精度高、计算量小等优点,具有良好的应用推广价值。

基于LabVIEW的UWB定位系统的优化及应用

由于室内环境的复杂化及障碍物的增多导致了多径效应普遍发生,导致UWB定位的准确性,稳定性和连续性都有所下降。通过TWR测距的双边双向技术进行标签与基站的距离计算,并采用三边测量法进行坐标的位置计算,利用LabVIEW编程软件平台编写测距定位优化系统,对计算出来的坐标数据结果进行平均值计算,以达到所计算的坐标位置数据较原数据相比更加稳定且精确。并在具有四个UWB定位基站和多个标签的仓库环境中进行现场实验,检验优化后结果与实际值之间的误差度,验证了经过优化系统后标签坐标数据的稳定性。

UWB定位技术在矿井下的应用

UWB定位技术是新发展起来的一种无线通信定位技术,因其具有发射功率低、空间容量大、传输速率高以及保密性良好的优点,近年来在矿井作业中被广泛使用。本文通过分析UWB定位技术的特点和原理,进一步分析了UWB定位技术在矿井下的应用。

基于UWB定位技术的消防巡检机器人系统分析

随着社会的发展以及科技水平的不断提高,“智慧消防”的技术在防火监督业务工作上发挥着事半功倍的作用。该项目对“智慧消防”课题开展研究,针对我国火灾防控体系还不够完善,智能化程度较低,且各地分散研发应用,没有统一标准这一现象,该文设计了一款基于UWB定位技术的消防巡检机器人系统,系统根据用户指定的路线通过算法进行路线识别和位置识别,自主精确循迹。用户可以通过蓝牙对系统进行参数设置以及运动控制,从而增强其实用性。