本文關(guān)鍵詞：基于煤礦環(huán)境下的兩層隱馬爾科夫模型定位方法研究

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【摘要】：煤礦開采過程中礦工的人身安全一直是每一個國家和政府所關(guān)心的話題。當(dāng)?shù)V難發(fā)生時,如何準(zhǔn)確定位被困在礦道中的礦工是一個較為迫切,亟待解決的問題。地下煤礦環(huán)境,也是一種室內(nèi)環(huán)境,但其特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)而與其它室內(nèi)環(huán)境又極為不同。地下煤礦環(huán)境具有獨(dú)特的混凝土墻壁以及狹長的走道,使得無線頻率信號的傳播途徑與開放環(huán)境下的傳播途徑有很大差別。本篇論文研究的目的旨在提出一個適用于煤礦環(huán)境的精確定位方法,滿足工程花費(fèi)少,定位精度高的要求。在研究過程中,本文首先對常用的定位信號進(jìn)行研究,分析比較其適用的環(huán)境,定位精度等等。并通過判斷煤礦環(huán)境中可能存在的干擾因素,排除不適用的信號源,找出適合于地下煤礦環(huán)境的定位信號。根據(jù)工程花費(fèi)少,定位精度高的要求,最終選擇Wi Fi信號作為使用的定位信號。本文還對于現(xiàn)今存在的室內(nèi)定位方法做了深入的學(xué)習(xí)和探討,包括他們的原理及實現(xiàn)方法,優(yōu)缺點以及該方法是否可以使用于地下煤礦環(huán)境等等。適用于煤礦環(huán)境下的定位方法普遍存在“跳躍”問題,即相鄰的定位結(jié)果在物理距離上較遠(yuǎn),移動單元MU存在“跳躍”。根據(jù)這個問題,本文提出了一個兩層隱馬爾科夫模型定位方法,該模型第一層為廣義的隱馬爾科夫模型,用于對礦工行走過程建模;第二層為一個馬爾科夫鏈,用于模擬行移動單元MU的移動狀態(tài),并通過改進(jìn)韋特比算法來實現(xiàn)該模型。該方法較好解決了基于環(huán)境的定位方法中存在的“跳躍”問題。通過在中瑞典大學(xué)采集近似地下煤礦環(huán)境數(shù)據(jù),系統(tǒng)性完成各項實驗,結(jié)果表明該定位算法精度相比同類型定位方法精度較高,一些行走狀態(tài)的精度可以達(dá)到1.5米左右。提出的定位方法花費(fèi)少,精度較高,適用于地下煤礦環(huán)境。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD76

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本文編號：1256332