針對(duì)礦山井下環(huán)境復(fù)雜,存在非視距（NLOS）傳播以及多徑現(xiàn)象,以及對(duì)人員和設(shè)備的定位精度要求高等現(xiàn)象,而傳統(tǒng)的基于距離的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù),如RFID射頻識(shí)別技術(shù)、WiFi定位技術(shù)等存在傳輸距離短、抗多徑效應(yīng)差、定位精度低等問(wèn)題。在對(duì)現(xiàn)有的礦山井下目標(biāo)定位技術(shù)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,提出了一種基于超寬帶技術(shù)的礦山井下聯(lián)合無(wú)線定位方法。在發(fā)射與接收臺(tái)之間采用超寬帶UWB技術(shù),采用粒子濾波算法進(jìn)行位置估計(jì),并用TDOA/RSS聯(lián)合技術(shù)獲得的觀測(cè)信號(hào)對(duì)位置進(jìn)行修正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)單一的井下定位技術(shù)相比,基于粒子濾波的TDOA/RSS聯(lián)合定位技術(shù)降低了多徑和NLOS對(duì)井下目標(biāo)定位精度的影響,提高了井下定位精度。本聯(lián)合技術(shù)在具有更低成本、易實(shí)現(xiàn)的情況下,能夠達(dá)到更高的定位精度。 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(02)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

煤礦井下定位系統(tǒng)示意圖

為了驗(yàn)證改進(jìn)算法的功能,筆者進(jìn)行了仿真。實(shí)驗(yàn)的硬件環(huán)境為臺(tái)式電腦(Intel Core i5處理器、4 GB內(nèi)存),實(shí)驗(yàn)環(huán)境為MATLAB 2016b,用IEEE802.15.4a作為信道仿真模型,采用其CM7和CM8信道,它的沖擊響應(yīng)如圖2所示。從CM7和CM8信道沖擊響應(yīng)仿真圖中可以看出,CM7信道中幾乎接近理想的高斯、線性系統(tǒng)。而CM8信道類(lèi)似于高度非線性、非高斯系統(tǒng)。煤礦井下環(huán)境比較惡劣,NLOS和非高斯噪聲比較突出,因而采用CM8信道模擬煤礦井下環(huán)境,進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

從圖3和圖4的仿真結(jié)果中可以看出,TDOA/RSS定位算法與與單一的TDOA的算法相比較,在假設(shè)測(cè)量數(shù)據(jù)誤差相等的情況下,TDOA/RSS定位算法的定位精度明顯優(yōu)于TDOA算法,而且TDOA/RSS定位算法的標(biāo)準(zhǔn)偏差也比通常的TDOA算法要小。圖4 TDOA/RSS與TDOA標(biāo)準(zhǔn)偏差

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超寬帶與激光雷達(dá)組合的室內(nèi)定位方法[J]. 楊東輝,甄杰,隋心.  測(cè)繪科學(xué). 2019(06)
[2]煤礦井下作業(yè)疲勞影響因素及對(duì)策研究[J]. 任大偉,徐小華,梁亞敏,楊文宇.  煤礦安全. 2019(03)
[3]面向ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安全定位的消息簽名方案[J]. 黃一才,李森森,鮑博武,郁濱.  電子與信息學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]測(cè)距誤差改正的超寬帶定位系統(tǒng)研究[J]. 王川陽(yáng),王堅(jiān),余航,韓厚增,寧一鵬.  測(cè)繪科學(xué). 2019(01)
[5]基于改進(jìn)粒子濾波的視覺(jué)目標(biāo)跟蹤算法研究[J]. 魏小華,巫少龍,葉志斌.  電視技術(shù). 2018(11)
[6]基于UWB技術(shù)的煤礦井下無(wú)線定位系統(tǒng)[J]. 申偉光.  煤礦安全. 2018(10)
[7]融合ZigBee的改進(jìn)射頻識(shí)別室內(nèi)定位算法研究[J]. 嚴(yán)大虎,徐楊杰.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2018(11)
[8]抗差容積卡爾曼濾波及其在UWB室內(nèi)定位中的應(yīng)用[J]. 蔡贛飛,徐愛(ài)功,洪州,隋心.  測(cè)繪科學(xué). 2018(12)
[9]基于ZigBee和RFID的消防員定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張開(kāi)生,王靜.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(07)
[10]基于ZigBee和RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)貨物定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李苗苗,楊偉東,楊澤青,郭志剛,張極.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(04)

碩士論文
[1]基于粒子群優(yōu)化的煤礦井下機(jī)器人FASTSLAM算法研究[D]. 許鵬程.煤炭科學(xué)研究總院 2017



本文編號(hào)：3451313