基于UWB系统的井下车辆高精度定位研究

随着无线通信技术的进步,超宽带(UWB)技术从缩减硬件成本及定位精度的提升都有了大幅的进步,因此其在定位系统中的使用越来越多。通过研究适用于在井下巷道环境的高精度定位方法,研制出了一套适用于井下环境的超宽带无线车辆定位系统。试验结果显示,该系统定位精度高,对进一步实现井下的车辆无人自主导航具有非常大的支撑作用。     

煤矿井下目标定位的研究现状与展望

本文总结了近年来提出的iBeacon井下定位技术、卡尔曼滤波UWB井下动态定位技术、WMSNs视频矿灯定位技术、TWR和SDS-TWR定位方法、异步测时煤矿井下人员定位技术、多传感器信息融合煤矿井下人员定位方法、GRPM煤矿井下人员定位技术、基于改进UWB算法的井下定位以及捷联惯性导航定位技术等井下目标定位技术与方法,并从受巷道及其支护和巷道中导体及障碍物影响大小、是否需要基站/移动终端和参考站之间时钟同步、是否需要参考站之间时钟同步、受基站/移动终端和参考站时钟频率偏移影响大小、基站/移动终端成本、参考站成本和定位精度等方面综合评定各种定位技术的优势和局限性。研发新型组合型井下精密定位系统,使得传输信号不受井下巷道环境影响、无需时钟同步、定位设备复杂度小、基站和参考站建设成本低、定位精度高、定位导航可视化,是实现井下实时位置服务、为井下目标管理提供精准控制以及煤矿智能化开采走向成熟阶段的重要环节。     

露天矿山人员与车辆定位系统研究现状

文章介绍了露天矿山人员和车辆定位系统的现状,重点介绍了几种主要的定位技术:GPS全球定位技术、RFID无线射频技术、ZigBee无线连接技术、WIFT无线局域网技术和UWB无载波通信技术,对比了基于这些定位技术的人员与车辆定位系统,简单介绍了它们的基本概念和工作原理,例举了几种已经得到广泛应用的定位系统。通过对比分析比较GPS、RFID、Zigbee、WIFI和UWB5种技术的优缺点,对它们在露天开采中应用前景进行了展望。     

无线定位技术及其在地下矿山中的应用

针对地下矿山对人员、设备定位的要求和井下事故发生时井下人员救援困难等特点,对现有矿山井下人员定位技术进行了系统分析和研究,论述了基于RFID射频识别技术、ZigBee技术、WIFI无线通信技术和UWB超宽带技术的矿山井下人员定位系统,提出了地下矿山应用无线定位技术实现井下人员定位的方法及其发展方向。     

矿用井下人员定位系统设计与实现

针对煤矿井下人员定位系统存在的定位精度低、定位区域化的问题，设计了基于UWB与INS技术相结合的矿用井下人员定位系统。以UWB定位分站为核心，周期性采集分站覆盖范围内的人员、车辆、传感器等标识卡信息；利用INS技术对在分站覆盖范围外的载体进行行进轨迹、位置坐标修正并保存至Flash,待进入覆盖区域后将保存的信息上传，实现载体的精准、实时定位。实际应用情况表明，该方案的定位精度可达0.2 m,定位精度相对较高。     

基于UWB超宽带的煤矿定位系统设计

针对煤矿现有人员定位系统定位精度较低的现状,设计了基于UWB超宽带技术的高精度人员定位系统,分析了系统的定位原理,以stm32和DW1000模块为主体进行了定位基站和定位标签硬件电路设计,并编制了相应执行程序;系统联调测试效果良好,定位精度在30 cm内,完全可满足煤矿场景高精度定位的需求。     

多定位技术协议融合定位系统设计

针对煤矿井下定位多依赖于RFID定位技术,精确定位升级成本高等问题,提出设计多定位技术协议融合定位系统。该系统在兼容区域定位的同时,可以实现Zigbee技术、UWB技术定位设备的接入,在缩减精确定位升级成本的同时,实现煤矿人员定位技术升级,推进RFID区域定位与ZigBee、UWB精确定位技术融合发展,进一步提高井下定位系统的定位精度,构建高可靠、全覆盖的信息快速交互网络;提出一种多接口通讯方法,对各种模式和接口的设备进行协议解析、融合,可实现3种定位方式进行数据交互的定位系统,满足井下不同区域、差异化应用场景的应用需求。     

智能矿山车辆综合管理系统研究

为解决井下车辆多、场地分散、管理混乱等难题，搭建了智能矿山车辆综合管理系统。该系统采用无线基站，通过信号强度识别的定位算法对车辆及人员进行定位，实现了人、车、环境的综合分析、资源共享和数据互通，为智能矿山安全生产管理提供了支撑平台，降低了矿山生产安全事故的概率。     

基于蓝牙传输的便携式定位仪设计与实现北大核心

设计了一种应用于人员定位系统的便携式定位仪,定位仪具有UWB精确定位和RFID区域定位2种定位模式,以保证定位仪在人员定位系统由区域定位向精确定位升级前后的兼容性;将蓝牙组件集成在定位仪上,实现定位仪与矿用智能手机的之间的数据通信,将定位仪的扩展功能通过手机APP来展示,使得其功能更全面,操作更方便;定位仪上无需太多的用户接口,因此定位仪具有体积小、成本低、续航久和可扩展性好等优点。     

基于UWB的矿井人员精准定位技术

提出了一种基于UWB技术的矿井人员精准定位系统的设计与实现方案。分析了SDSTWR测距算法原理,结合矿井巷道一维线性空间特征,采用单个读卡器实现精准定位和方向判别,并且采用时分复用技术解决无线信号碰撞问题,保证了定位成功率,提高了定位精度。试验结果表明:该系统定位精度达到了0.3 m以内,有效覆盖范围达到300 m,满足矿用实际需求。