基于煤礦環(huán)境下的兩層隱馬爾科夫模型定位方法研究.pdf

1、煤礦開采過程中礦工的人身安全一直是每一個(gè)國家和政府所關(guān)心的話題。當(dāng)?shù)V難發(fā)生時(shí)，如何準(zhǔn)確定位被困在礦道中的礦工是一個(gè)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(gè)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

2、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WiFi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(shí)現(xiàn)方法，優(yōu)缺點(diǎn)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

3、理距離上較遠(yuǎn)，移動(dòng)單元MU存在“跳躍”。根據(jù)這個(gè)問題，本文提出了一個(gè)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(gè)馬爾科夫鏈，用于模擬行移動(dòng)單元MU的移動(dòng)狀態(tài)，并通過改進(jìn)韋特比算法來實(shí)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(xiàng)實(shí)驗(yàn)，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)