基于RSSI测距的煤矿井下定位研究 被引量：14

1

作者 岳俊梅 彭新光 +1 位作者 李庆义 苏颖 《煤炭工程》 北大核心 2018年第8期122-125,共4页

针对复杂的煤矿井下环境,无线信号强度传播模型定位精度较低的问题,为了获取精确的RSSI值和未知节点的位置,提出了对RSSI值进行高斯滤波和定量统计加权处理,将处理后的数据使用最小二乘法曲线拟合,得到环境参数的估计值和损耗模型,利用... 针对复杂的煤矿井下环境,无线信号强度传播模型定位精度较低的问题,为了获取精确的RSSI值和未知节点的位置,提出了对RSSI值进行高斯滤波和定量统计加权处理,将处理后的数据使用最小二乘法曲线拟合,得到环境参数的估计值和损耗模型,利用该模型计算未知节点到信标节点的距离,确定节点的位置。井下巷道仿真实验表明,文章提出的方法平均定位误差为1.71m,比未加权的平均误差要小1.18m,有效降低了RSSI不稳定性对定位精度的影响,适用于煤矿井下精确定位。 展开更多

关键词 无线传感器网络 高斯滤波 RSSI测距 最小二乘法 煤矿井下定位

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基于无线访问节点选择的煤矿井下定位方法 被引量：3

2

作者 季鹏 赵培培 +1 位作者 宋明智 张柯楠 《工矿自动化》 北大核心 2019年第6期69-72,共4页

针对量子粒子群优化-基于阶次序列定位(QPSO-SBL)方法定位精度较低的问题,采用基于信息增益的无线访问节点(AP)选择算法对其进行优化,由此提出了一种基于无线AP选择的煤矿井下定位方法。该方法根据AP的综合可辨识性按照降序对所有AP进... 针对量子粒子群优化-基于阶次序列定位(QPSO-SBL)方法定位精度较低的问题,采用基于信息增益的无线访问节点(AP)选择算法对其进行优化,由此提出了一种基于无线AP选择的煤矿井下定位方法。该方法根据AP的综合可辨识性按照降序对所有AP进行排列,选取前k个AP组成可用AP集合,将可用AP集合作为QPSO-SBL方法的输入量,通过QPSO-SBL方法得出定位结果。试验结果表明,基于无线AP选择的煤矿井下定位方法较QPSO-SBL方法的平均定位误差降低了约10.2%,整体稳定性较强,定位效果较好。 展开更多

关键词 煤矿井下定位 无线传感网络 信息增益 AP选择 QPSO-SBL方法

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基于多阶段去噪与双分支时序网络的井下RSSI定位方法

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作者 冯梓洋 弓培林 +4 位作者 赵通 伊康 李鹏 苏超 白利斌 《工矿自动化》 北大核心 2025年第10期34-40,共7页

井下接收信号强度指示(RSSI)信号在多径、遮挡与电磁干扰作用下呈尖峰突变、高频抖动与趋势漂移等非平稳特征,导致定位误差较大。现有定位方法缺乏对多源干扰的协同抑制,且对信号的特征提取不充分、多尺度特征融合不足。针对上述问题,... 井下接收信号强度指示(RSSI)信号在多径、遮挡与电磁干扰作用下呈尖峰突变、高频抖动与趋势漂移等非平稳特征,导致定位误差较大。现有定位方法缺乏对多源干扰的协同抑制,且对信号的特征提取不充分、多尺度特征融合不足。针对上述问题,提出了一种基于多阶段去噪与双分支时序网络的井下RSSI定位方法。多阶段去噪通过异常值剔除与插值修复、自适应卡尔曼滤波和小波域自适应门控分别抑制尖峰干扰、高频抖动与趋势漂移,输出更稳定且保留细节的RSSI序列;双分支时序网络引入一阶差分作为辅助扰动先验,采用趋势分支与扰动分支并行提取特征,通过通道注意力机制自适应加权融合特征,并结合双向长短时记忆网络(Bi−LSTM)捕捉前后文时序依赖,从而在复杂动态环境中保持轨迹的平滑性与连续性。测试结果表明:RSSI信号经过多阶段去噪后整体波形更稳定,且保留了局部动态特征而不出现过度平滑;双分支时序网络的准确率、F_(1)分数、精确率和召回率高且收敛快,在不同场景测试下的准确率和F_(1)分数均超过85%,具有良好的泛化能力;在动态环境下的连续定位任务中,该方法平均定位误差仅为0.12 m。 展开更多

关键词 煤矿井下定位 接收信号强度指示 RSSI 多阶段去噪 双分支时序网络 Bi−LSTM

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基于ZigBee技术的煤矿井下自组网定位系统设计 被引量：11

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作者 魏景新 靳文涛 《中国煤炭》 北大核心 2017年第3期84-88,共5页

分析了现有煤矿井下安全监控系统通信方式及存在问题,通过有线与无线结合的方式,采用刷卡标记节点的方法提出了一套基于ZigBee无线通信的煤矿井下自组网定位系统,详细介绍了该定位系统的系统硬件设计和系统软件设计。实验结果表明,该定... 分析了现有煤矿井下安全监控系统通信方式及存在问题,通过有线与无线结合的方式,采用刷卡标记节点的方法提出了一套基于ZigBee无线通信的煤矿井下自组网定位系统,详细介绍了该定位系统的系统硬件设计和系统软件设计。实验结果表明,该定位系统能够实时监测煤矿井下的各个环境参数,定位较为准确,有较高的实用价值。 展开更多

关键词 ZIGBEE 煤矿井下定位系统 无线传感器网络 自组网

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基于射频识别技术的煤矿井下作业人员定位管理系统 被引量：6

5

作者 张向阳 刘艳杰 田子建 《中国煤炭》 北大核心 2008年第1期69-71,共3页

结合矿井生产的特点提出了基于RFID技术的矿井人员定位管理系统的框架,提出了各部分组成和主要技术指标,分析了系统功能,对管理系统开放的可行性进行了论证。

关键词 安全监控 煤矿井下人员定位 RFID

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一种基于RSSI的煤矿井下WSN节点快速定位算法

6

作者 徐晓菊 唐翔 黄为勇 《南京师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期158-164,共7页

为提高煤矿井下传感器网络节点定位的实时性,提出了一种基于接收信号强度(RSSI)的快速定位算法.该算法在井下巷道锚节点双链式部署结构的基础上,运用高斯密度函数对节点接收到的锚节点信号强度最大的RSSI信号进行滤波处理,再应用指数因... 为提高煤矿井下传感器网络节点定位的实时性,提出了一种基于接收信号强度(RSSI)的快速定位算法.该算法在井下巷道锚节点双链式部署结构的基础上,运用高斯密度函数对节点接收到的锚节点信号强度最大的RSSI信号进行滤波处理,再应用指数因子和滤波后RSSI值直接计算确定未知节点的坐标.指数因子采用一种改进的量子粒子群优化算法及定位均方根误差最小的准则进行优化.所提出的算法具有定位速度快、计算量小的优点,仿真实验结果验证了算法的可行性与有效性,适用于煤矿井下无线传感器网络实时定位系统中. 展开更多

关键词 无线传感器网络 煤矿井下节点定位 接收信号强度指示 高斯滤波 量子粒子群优化算法

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煤矿井下精确定位技术现状及应用 被引量：9

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作者 李锋 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第S01期44-46,共3页

煤矿智能化建设要求采用井下精确定位技术,实现井下人、车等目标的精确定位、人员状态分析、考勤、调度管理,满足井下复杂巷道的全覆盖需求。井下定位按定位机制可分为惯导定位和通信式定位,指出对矿井中数量众多的被定位目标进行定位,... 煤矿智能化建设要求采用井下精确定位技术,实现井下人、车等目标的精确定位、人员状态分析、考勤、调度管理,满足井下复杂巷道的全覆盖需求。井下定位按定位机制可分为惯导定位和通信式定位,指出对矿井中数量众多的被定位目标进行定位,可行的技术是通信式定位技术,目前井下使用的通信式定位技术按定位精度从低到高依次是RFID、ZigBee和UWB技术。分析了井下精确定位原理,并结合在矿井人员定位系统、车辆及交通管理系统、井下物流管理系统、井下接近监测、远程/无人车辆驾驶/掘进/综采系统中的具体应用,指出各应用对井下精确定位系统的技术要求。 展开更多

关键词 煤矿井下精确定位 通信式定位 RFID ZIGBEE UWB

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基于节点协作的煤矿井下无线精确定位算法 被引量：5

8

作者 高莉 胡延军 +1 位作者 张雷 赵彤 《工矿自动化》 北大核心 2018年第8期39-45,共7页

针对现有多边定位算法在定位基站布置稀疏的情况下定位精度低、鲁棒性差的问题,提出了基于节点协作的无线精确定位算法,给出了未知节点误差和最小的加权非凸定位模型,并提出相应的非迭代式定位算法。仿真和实验结果表明,在典型巷道定位... 针对现有多边定位算法在定位基站布置稀疏的情况下定位精度低、鲁棒性差的问题,提出了基于节点协作的无线精确定位算法,给出了未知节点误差和最小的加权非凸定位模型,并提出相应的非迭代式定位算法。仿真和实验结果表明,在典型巷道定位布置、未知节点均匀随机的情景中,采用所提算法得到的未知节点平均定位误差随节点数增加而降低,且下降趋势随节点数增加变缓;该定位算法可实现总体上的定位鲁棒性和定位精度的提高,其代价为个别节点定位精度的降低及定位时间复杂度的上升。 展开更多

关键词 煤矿井下无线精确定位 节点协作 加权非凸定位模型 非迭代式定位算法

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基于LSTM个性化步长估计的井下人员精准定位PDR算法 被引量：8

9

作者 郭倩倩 崔丽珍 +2 位作者 杨勇 赫佳星 史明泉 《工矿自动化》 北大核心 2022年第1期33-39,共7页

针对传统的行人航位推算(PDR)算法由于步长和航向累积误差导致定位精度较低,不能满足井下人员精准定位需求的问题,提出了一种基于长短时间记忆网络(LSTM)个性化步长估计的井下人员精准定位PDR算法。首先采集井下人员运动中的加速度、陀... 针对传统的行人航位推算(PDR)算法由于步长和航向累积误差导致定位精度较低,不能满足井下人员精准定位需求的问题,提出了一种基于长短时间记忆网络(LSTM)个性化步长估计的井下人员精准定位PDR算法。首先采集井下人员运动中的加速度、陀螺仪惯性信息,解算每一步运动距离构建步长数据,通过离线训练获得井下人员个性化步长估计LSTM模型;然后在在线预测阶段通过矿用本安智能手机实时采集加速度、陀螺仪、地磁等井下人员运动数据,分别采用步伐检测算法、个性化步长估计模型获得井下人员运动步伐及每一步的步长,利用卡尔曼滤波融合航向估计算法获得航向角;最后根据步长估计和航向角预测井下人员当前位置。在内蒙古鄂尔多斯市高头窑煤矿采集井下人员运动数据进行试验,结果表明:基于LSTM个性化步长估计的井下人员精准定位PDR算法对井下人员运动中的步伐检测精度为96.5%,步长预测精度为90%;在井下真实环境中的相对定位误差为2.33%,提高了煤矿井下人员定位的精度。 展开更多

关键词 煤矿井下人员精准定位 行人航位推算 鞋载惯导 步长估计 步伐检测 航向估计 LSTM PDR算法

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煤矿巷道多源数据融合定位算法研究 被引量：9

10

作者 包建军 《工矿自动化》 北大核心 2019年第8期38-42,共5页

煤矿巷道非视距条件下单独使用飞行时间定位算法或接收信号强度算法存在方向判断不准确、定位误差较大等问题;飞行时间定位算法与接收信号强度算法联合定位,虽然在方向判断的准确率上较单独的飞行时间定位算法有所提高,但对于标签在非... 煤矿巷道非视距条件下单独使用飞行时间定位算法或接收信号强度算法存在方向判断不准确、定位误差较大等问题;飞行时间定位算法与接收信号强度算法联合定位,虽然在方向判断的准确率上较单独的飞行时间定位算法有所提高,但对于标签在非视距运动场景下的判断仍不够准确,定位轨迹不够平滑。针对上述问题,提出了一种基于飞行时间定位算法、接收信号强度及多项式插值方法的煤矿巷道多源数据融合定位算法。该算法首先测量标签与定位基站间的飞行时间,并计算接收信号强度,然后根据标签历史轨迹采用多项式插值方法拟合、预测当前时刻标签位置,根据预测位置、飞行时间和接收信号强度组合判定标签相对基站所在方向,最后通过加权数据融合优化定位结果,从而提高定位稳定性及准确度。实验结果表明,相比于单一飞行时间定位算法或接收信号强度算法,该算法有效提高了定位系统的精度和稳定性,可以更准确地判断标签相对基站的方向,方向判断准确率高达99%。 展开更多

关键词 煤矿井下精确定位 定位基站 方向判断 飞行时间 接收信号强度 插值预测 多源数据融合

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一种改进的三边定位算法 被引量：12

11

作者 高莉 杨雪苗 《工矿自动化》 北大核心 2020年第2期78-81,共4页

针对基于加权最小二乘(WLS)的三边定位算法在线性化过程中损失定位信息的问题,提出了一种改进的三边定位算法。该算法利用WLS算法粗略估计未知节点的坐标,并利用损失的定位信息构建定位模型,通过求解该定位模型实现精确定位。仿真结果表... 针对基于加权最小二乘(WLS)的三边定位算法在线性化过程中损失定位信息的问题,提出了一种改进的三边定位算法。该算法利用WLS算法粗略估计未知节点的坐标,并利用损失的定位信息构建定位模型,通过求解该定位模型实现精确定位。仿真结果表明,与基于WLS的三边定位算法相比,该算法有效提高了定位精度,且巷道长宽比越大,定位性能越好。 展开更多

关键词 煤矿井下定位 精确定位 三边定位 测距定位 加权最小二乘

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基于UWB与RT-Thread的矿用低功耗便携式读卡器设计

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作者 邵甜甜 李涛 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第S01期43-47,52,共6页

针对传统的矿用便携式读卡器存在功耗高、携带不便等问题,设计了一种基于UWB与RT-Thread的低功耗便携式读卡器,用于在发生紧急情况对佩戴定位卡的人员进行搜救及日常对人员位置快速、准确读取和定位。UWB技术具有高精度定位和高速数据... 针对传统的矿用便携式读卡器存在功耗高、携带不便等问题,设计了一种基于UWB与RT-Thread的低功耗便携式读卡器,用于在发生紧急情况对佩戴定位卡的人员进行搜救及日常对人员位置快速、准确读取和定位。UWB技术具有高精度定位和高速数据传输特性,使得RT-Thread操作系统实时获取和处理读卡器采集的数据,提高读卡器的数据处理速度和定位精度,满足矿井环境下对读卡器的实时性和可靠性的要求。RT-Thread操作系统具有轻量级、可裁剪的特性,通过结合UWB技术,根据实际需求对RT-Thread操作系统进行裁剪和优化,降低系统功耗,进一步提高读卡器的能效。测试结果表明:低功耗便携式读卡器能准确读取人员位置信息,在静止状态下位置误差最大值为0.22 m,符合煤矿实际应用需求。该设计对于煤矿灾后的科学救援行动及日常系统维护工作具有实际应用价值。 展开更多

关键词 煤矿井下人员定位 便携式读卡器 UWB RT-THREAD 低功耗

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