基于CSS技术的井下精确定位系统设计

针对现有井下定位系统大多只能提供区域性定位功能,无法为人员或设备提供精准、实时的位置信息的问题,提出了基于CSS技术的井下精确定位系统设计方案。该系统利用SDS-TWR定位算法和定位管理协议,在得到高定位精度的同时,不需要进行系统的时钟同步,增强了系统的可实现性和稳定性。井下测试结果表明,该系统可实现井下设备和人员的高精度定位,定位精度达到3m以内,最远传输距离达到350m。     

一种新型煤矿井下巷道精确定位方法

针对现有煤矿井下基于电磁波的定位系统存在定位精度不高的问题,提出了基于可见光通信的煤矿井下精确定位方法。该方法应用可见光通信技术,采用LED光源广播自身位置信息,依据移动终端接收光信号的强度,计算出移动终端与特定LED光源点的距离,进行二维和三维的精确定位,定位精度可以达到几厘米。相比电磁波定位手段,该方法有效克服了多径干扰现象,定位效果显著。     

基于WiFi的井下指纹模定位算法

为提高井下人员定位精度,提出了一种基于WiFi的井下指纹模定位算法。该算法将采样点处测得的信号强度及其相应的位置信息保存起来,形成指纹数据库;WiFi终端根据实时测得的无线接入点信号强度,利用匹配算法与指纹数据库中的信息作比较,并采用欧几里得距离公式计算出终端位置。测试结果表明该算法可实现井下精确定位。     

煤矿井下精确定位系统研究

针对现有基于RFID,ZigBee,WiFi等技术的煤矿井下人员定位系统定位精度较低的问题,提出了融合可见光通信和惯性导航系统的煤矿井下精确定位系统。该系统以煤矿井下LED照明灯作为LED可见光定位基站,利用智能信息矿灯内置CMOS摄像头接收可见光信号进行定位,利用智能信息矿灯内置加速度传感器和陀螺仪数据进行时间积分得到井下人员运动轨迹和方向,并通过智能信息矿灯识别LED可见光定位基站的ID编码信息重新定位来修正惯性导航数据,从而实现精确定位。在煤矿井下布置8个LED可见光定位基站,通过5台智能信息矿灯以正常速度移动来测试系统定位精度,结果表明系统定位误差小于1m,满足煤矿井下人员定位精度要求。     

基于测距技术的井下动目标精确定位方法

针对现有煤矿井下人员定位系统定位精度不高、不能满足精确定位场合需求的问题,提出了一种基于测距技术的井下动目标精确定位方法。该方法利用RSSI和TOF测距技术计算动目标的精确位置,在因通信障碍导致测距失败时,利用历史数据估计目标的当前位置。实验结果表明,该方法可以有效获取动目标位置,且运算复杂度低,实时性好,可用于井下精确定位等场合。     

井下人员精确定位系统无线终端同步升级方法

针对井下人员定位系统采用无线应用内编程（IAP）方式进行固件升级存在的升级期间标志卡无法正常使用、升级效率较低、安全性不高等问题,提出了一种井下人员精确定位系统无线终端同步升级方法。给出了井下人员精确定位系统架构和无线终端同步升级方法流程,重点介绍了无线终端同步升级的安全性设计和高并发技术实现。安全性设计：为提升空中数据传输的安全性,针对读卡器与标志卡之间的数据传输方式,采用高级加密标准（AES）加密器进行针对性加密;为确保标志卡无线升级后运行正常,在标志卡完成接收即将切换时引入信息摘要算法MD5进行完整性校验。高并发技术实现：利用矿井全覆盖的超宽带（UWB）无线通信网络扩展并兼容无线升级协议,实现井下所有标志卡分布式多节点同步升级;通过断点续传方式,解决运动状态下多节点之间数据切换的问题;基于时隙ALOHA算法,提出一种动态时隙分配机制,以保证人员精确定位系统的容量及响应效率。测试结果表明,该方法可以在井下人员精确定位系统内兼容运行,在不影响系统性能指标的情况下,实现所有无线终端定位标志卡嵌入式固件的无线升级,升级成功率为100%,且升级过程高效、可靠、安全。     

基于MEMS传感器的煤矿井下人员定位系统设计

针对现有井下人员定位系统存在定位精度低及成本高等问题,设计了基于MEMS传感器的煤矿井下人员定位系统。该系统采用MPU9150惯性传感器获取测量数据,以CC2530为主控芯片实现数据的采集、处理;通过井下已有的WiFi基站,并结合行人航迹推算算法实现井下人员的精确定位:利用融合了行走频率和加速度方差的表达式来确定步长,采用四元数法估计行人方向角,并根据扩展卡尔曼滤波对方向角的原始数据进行修正,从而获得井下人员的具体位置。实验结果表明,在100m距离内,该系统的定位误差小于2.2m,能够实现煤矿井下人员的高精度定位。     

KPCA-IWKNN-BFPLN混合式楼宇内定位系统

传统室内定位系统无法实现楼宇内的三维位置定位,无法实现移动终端与物联网终端的兼容服务。对此提出一种KPCA-IWKNN-BFPLN混合式楼宇内定位系统(KPCA-IWKNN-BFPLN hybrid in-building position system,KIB HIPS)。该系统通过KPCA-IWKNN-BFPLN算法可以预测被服务终端的楼宇内三维位置信息。结合基于Cordova框架混合式开发的终端和基于node.js框架开发的混合式室内定位服务器,KIB HIPS定位系统能够很好地解决传统室内定位系统所存在的问题,同时也具有跨平台部署和服务多平台的能力。仿真结果表明,KIB HIPS系统相关实验定位数据指标表现优异,具有研究与利用价值。     

基于RSSI方法的井下人员定位系统原理与设计

提出了一种基于RSSI方法的井下人员定位系统的设计方案,阐述了井下巷道数学建模方法和人员定位基本原理,重点介绍了该井下人员定位系统的硬件和软件实现方案。该系统通过在井下关键点布置无线传感器测点获取井下工作人员的RSSI信息,实现了实时追踪定位功能。     

一种新型井下人员组合定位系统设计

针对目前井下人员定位精度低、无法实时全局定位、搜救被困人员困难等问题,设计了一种基于微惯性测量组合(MIMU)导航技术和WiFi技术相结合的井下人员组合定位系统;给出了发生矿难后的基于该组合定位系统的搜救方案。该系统利用WiFi提供的可靠位置信息来给定MIMU最初的位置信息并校正MIMU的位置,弥补了MIMU误差随时间累积的缺点;利用MIMU的实时全局定位来弥补WiFi的局部定位。选用卡尔曼滤波将两者进行信息融合,进行最优组合处理。测试结果表明,该系统实现了对矿井井下人员实时三维全局定位及快速搜救,具有一定的工程实际意义。