基于數(shù)據(jù)融合的井下人員定位方法研究與實現(xiàn).pdf

1、社會的發(fā)展依賴能源的支撐，煤礦是我國三大能源之一。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)對煤礦的需求量日益增加，給煤礦工業(yè)的發(fā)展提出了更大的挑戰(zhàn)。然而近年來煤礦井下的瓦斯泄露、透水、坍塌和煤塵爆炸等事故頻繁發(fā)生，給煤礦生產(chǎn)帶來了巨大的災(zāi)難和損失，煤礦開采的安全成為了煤炭行業(yè)和整個社會關(guān)注的焦點。
　　煤礦井下人員定位系統(tǒng)的出現(xiàn)在一定程度上保障了開采人員的安全，它在災(zāi)害預(yù)警、逃生指導(dǎo)、人員搜救中發(fā)揮著重要的作用。定位精度和穩(wěn)定性是井下人員定位系統(tǒng)的兩

2、大主要性能指標。而現(xiàn)階段的人員定位系統(tǒng)都存在精度差、穩(wěn)定性差的缺點。為了提高定位系統(tǒng)的精度，需要選擇價格昂貴、精度高的傳感器，這會增加定位系統(tǒng)的成本，不利于其普及和推廣。隨著信息融合技術(shù)的發(fā)展，將多種定位算法進行融合，互相取長補短，將為人員定位系統(tǒng)精度的提高提供新的解決思路和方法。
　　論文選用JN5148模塊，設(shè)計完成了帶TOF和RSSI測距的Zigbee模塊，利用該模塊搭建了井下人員定位系統(tǒng)的實驗平臺。平臺分為井上和井下部分，

3、井上部分為總線通信，井下部分為Zigbee無線通信。論文主要對井下部分的分站、讀卡器、標示卡之間的定位算法進行研究。首先論文在Eclipse軟件開發(fā)平臺上，實現(xiàn)了Zigbee組網(wǎng)；通過實時采集節(jié)點間RSSI和TOF測距數(shù)據(jù)，對不同環(huán)境下的不同干擾因素進行了分析和處理，在Matlab仿真平臺上研究實現(xiàn)了測距的均值濾波、Kalman濾波和加權(quán)平均濾波等方法；在實現(xiàn)穩(wěn)定測距的基礎(chǔ)上，進一步研究了三邊定位、Bounding-Box定位算法，提出