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基于IPSO-LSTM的井下动目标位置预测实验研究
被引量：
4
1
作者
王红尧
房彦旭
+3 位作者
吴钰晶
吉正平
赫海全
鲜旭红
《矿业科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第3期393-403,共11页
提升井下人员定位精度能够加强矿山安全监测,最大程度保障井下人员的生命安全。针对现有测距类算法受现场环境影响致使定位精度不足的问题,提出一种基于IPSO-LSTM的定位模型,应用于井下动目标的位置预测。采用LSTM构建指纹定位模型,通过...
提升井下人员定位精度能够加强矿山安全监测,最大程度保障井下人员的生命安全。针对现有测距类算法受现场环境影响致使定位精度不足的问题,提出一种基于IPSO-LSTM的定位模型,应用于井下动目标的位置预测。采用LSTM构建指纹定位模型,通过UWB无线模块采集距离信息以构建距离-位置指纹关系数据库,利用数据库对PSO-LSTM模型进行训练,最后将训练好的模型进行目标轨迹预测。为比较不同改进策略对PSO的提升效果,对比了混沌映射随机初始化种群位置、非线性惯性权重递减、非对称优化学习因子和适应度函数优化4种改进策略,实验证明改进的PSO优化算法收敛速度快、鲁棒性好。为验证IPSO-LSTM的定位效果,以平均定位误差作为评价指标,将IPSO-LSTM模型与Chan算法、PSO-LSTM模型、LSTM神经网络、SSA-LSTM模型和GWO-LSTM进行对比,结果显示,IPSO-LSTM定位模型的平均定位误差为30 mm,相对传统Chan算法、LSTM、PSO-LSTM模型分别提升了76%、49%、24%。为降低局部误差偏大的现象,采用中值滤波对输入信息处理,进一步提升了定位精度。研究对进一步提高现有井下动目标定位系统的精度和稳定性具有重要意义和参考价值。
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关键词
井下动目标
改进的粒子群优化算法
IPSO-LSTM模型
平均定位误差
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职称材料
煤矿井下超宽带信号路径损耗测量与分析
被引量：
8
2
作者
窦学丽
牛永刚
+3 位作者
殷鹏
李京生
栾良良
蓝祥
《工矿自动化》
北大核心
2020年第10期99-103,共5页
针对目前高精度超宽带(UWB)信号井下路径损耗特征研究多采用理论建模与仿真实验手段,对井下UWB信号的实际测量研究较少的问题,选取在矿井中巷道尺寸、巷道墙壁材质、管道设施等环境条件比较普遍的架空乘人装置(猴车)运行巷道及环境恶劣...
针对目前高精度超宽带(UWB)信号井下路径损耗特征研究多采用理论建模与仿真实验手段,对井下UWB信号的实际测量研究较少的问题,选取在矿井中巷道尺寸、巷道墙壁材质、管道设施等环境条件比较普遍的架空乘人装置(猴车)运行巷道及环境恶劣、煤尘浓度高、地面积水严重的掘进工作面2个典型场景对UWB信号进行路径损耗测量与分析。结果表明:①2种巷道环境内的UWB信号路径损耗指数均小于2,巷道的波导效应导致了UWB信号比自由空间有更好的传播特性;巷道内UWB定位系统的定位基站部署间隔可比地面自由空间传播场景的定位基站部署间隔更大。②同一矿井内,巷道环境不同,路径损耗特征也不一样;掘进工作面路径损耗指数、阴影衰落方差均与猴车运行巷道的路径损耗指数、阴影衰落方差有较大差异。③从掘进工作面巷道内单个测试点位对比看,非视线传输NLOS环境比视线传输LOS环境的路径损耗大,NLOS环境的巷道内需要部署更密集的定位基站。所得结果可用于指导矿井UWB精确定位系统部署方案设计。
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关键词
井下动目标
精确定位
超宽带
UWB
路径损耗
平均路径损耗
阴影衰落
定位基站
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职称材料
题名
基于IPSO-LSTM的井下动目标位置预测实验研究
被引量：
4
1
作者
王红尧
房彦旭
吴钰晶
吉正平
赫海全
鲜旭红
机构
中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院
安标国家矿用产品安全标志中心有限公司
窑街煤电集团有限公司
出处
《矿业科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第3期393-403,共11页
基金
北京市优秀青年骨干技术人才(2015000020124G120)
中国矿业大学(北京)校级重点教改项目(J20ZD16)。
文摘
提升井下人员定位精度能够加强矿山安全监测,最大程度保障井下人员的生命安全。针对现有测距类算法受现场环境影响致使定位精度不足的问题,提出一种基于IPSO-LSTM的定位模型,应用于井下动目标的位置预测。采用LSTM构建指纹定位模型,通过UWB无线模块采集距离信息以构建距离-位置指纹关系数据库,利用数据库对PSO-LSTM模型进行训练,最后将训练好的模型进行目标轨迹预测。为比较不同改进策略对PSO的提升效果,对比了混沌映射随机初始化种群位置、非线性惯性权重递减、非对称优化学习因子和适应度函数优化4种改进策略,实验证明改进的PSO优化算法收敛速度快、鲁棒性好。为验证IPSO-LSTM的定位效果,以平均定位误差作为评价指标,将IPSO-LSTM模型与Chan算法、PSO-LSTM模型、LSTM神经网络、SSA-LSTM模型和GWO-LSTM进行对比,结果显示,IPSO-LSTM定位模型的平均定位误差为30 mm,相对传统Chan算法、LSTM、PSO-LSTM模型分别提升了76%、49%、24%。为降低局部误差偏大的现象,采用中值滤波对输入信息处理,进一步提升了定位精度。研究对进一步提高现有井下动目标定位系统的精度和稳定性具有重要意义和参考价值。
关键词
井下动目标
改进的粒子群优化算法
IPSO-LSTM模型
平均定位误差
Keywords
underground moving target
improved particle group optimization algorithm
IPSO-LSTM model
average positioning error
分类号
TD7 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤矿井下超宽带信号路径损耗测量与分析
被引量：
8
2
作者
窦学丽
牛永刚
殷鹏
李京生
栾良良
蓝祥
机构
北京永安信通科技有限公司
出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第10期99-103,共5页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804300,2017YFC0804303)。
文摘
针对目前高精度超宽带(UWB)信号井下路径损耗特征研究多采用理论建模与仿真实验手段,对井下UWB信号的实际测量研究较少的问题,选取在矿井中巷道尺寸、巷道墙壁材质、管道设施等环境条件比较普遍的架空乘人装置(猴车)运行巷道及环境恶劣、煤尘浓度高、地面积水严重的掘进工作面2个典型场景对UWB信号进行路径损耗测量与分析。结果表明:①2种巷道环境内的UWB信号路径损耗指数均小于2,巷道的波导效应导致了UWB信号比自由空间有更好的传播特性;巷道内UWB定位系统的定位基站部署间隔可比地面自由空间传播场景的定位基站部署间隔更大。②同一矿井内,巷道环境不同,路径损耗特征也不一样;掘进工作面路径损耗指数、阴影衰落方差均与猴车运行巷道的路径损耗指数、阴影衰落方差有较大差异。③从掘进工作面巷道内单个测试点位对比看,非视线传输NLOS环境比视线传输LOS环境的路径损耗大,NLOS环境的巷道内需要部署更密集的定位基站。所得结果可用于指导矿井UWB精确定位系统部署方案设计。
关键词
井下动目标
精确定位
超宽带
UWB
路径损耗
平均路径损耗
阴影衰落
定位基站
Keywords
accurate positioning of underground moving target
ultra wide band
UWB
path loss
average path loss
shadow fading
location base station
分类号
TD676 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于IPSO-LSTM的井下动目标位置预测实验研究
王红尧
房彦旭
吴钰晶
吉正平
赫海全
鲜旭红
《矿业科学学报》
CSCD
北大核心
2024
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
煤矿井下超宽带信号路径损耗测量与分析
窦学丽
牛永刚
殷鹏
李京生
栾良良
蓝祥
《工矿自动化》
北大核心
2020
8
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职称材料
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