煤礦井下人員跟蹤定位算法研究.pdf

1、由于煤礦井下安全隱患多，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，特別是發(fā)生礦難時(shí)，地面工作人員無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地掌握井下作業(yè)人員的確切位置，延誤了救援的最佳時(shí)機(jī)，給國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)巨大的損失。因此，實(shí)現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員的實(shí)時(shí)跟蹤定位已刻不容緩，并且它也是解決煤礦安全事故的一個(gè)重要方面。近年來(lái)，由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐步完善，其定位技術(shù)日益成熟，再加上應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，將其應(yīng)用到井下人員的跟蹤定位具有較大優(yōu)勢(shì)。
　　本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外煤礦井下人員跟蹤定位技術(shù)的幾種方法

2、進(jìn)行對(duì)比研究，確定了采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中ZigBee技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并重點(diǎn)研究了將其用于井下通信和定位技術(shù)中的可行性。
　　其次介紹了幾種常見的近距離無(wú)線通信技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析歸納出優(yōu)缺點(diǎn)，得出ZigBee技術(shù)是最佳的工作方式。在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了ZigBee技術(shù)，勾畫出將ZigBee技術(shù)用于礦井定位的系統(tǒng)框圖，并闡述其工作原理以及能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。
　　然后對(duì)目前常見的幾種煤礦井下人員跟蹤定位算法對(duì)比分析，提出基于RSSI

3、測(cè)距的井下人員區(qū)域定位算法。由于井下環(huán)境惡劣，信號(hào)多徑傳輸以及衰減快等特點(diǎn)，使得采集的RSSI信息偏離實(shí)際。針對(duì)這一情況提出利用離未知節(jié)點(diǎn)最近的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)充當(dāng)盲節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其接收到其余兩個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的RSSI值測(cè)量出來(lái)的距離和真實(shí)距離進(jìn)行比較，得到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均測(cè)距誤差。然后利用這個(gè)測(cè)距誤差對(duì)離該信標(biāo)節(jié)點(diǎn)最近的未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修正。仿真表明，此方法可以明顯的提高測(cè)距精度，進(jìn)而提高定位精度。
　　最后，進(jìn)一步討論了在參與定位的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)少于3個(gè)