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题名煤矿井下UWB定位数据跳变抑制研究
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作者
钮涛
董佳
刘国锋
方堃
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机构
国家能源集团宁夏煤业有限责任公司金凤煤矿
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出处
《工矿自动化》
2025年第10期26-33,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52074305)。
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文摘
精准位置服务是煤矿智能化的基础支撑,目前大部分煤矿安装使用了基于超宽带(UWB)的精准定位系统。井下UWB定位数据跳变是影响定位可靠性和准确性的主要因素,目前主要通过增加辅助测量手段、调整硬件或基于多次测量的连续性滤波数据抑制跳变,实际操作难度大、成本高,且当定位标签跨定位区域移动时无法判断数据跳变。以煤矿井下UWB定位系统中常用的基于飞行时间(TOF)的双边双向测距(DS−TWR)方法为研究对象,提出了TOF 4−WR通信定位法,在3次往返测距(3−WR)协议基础上增加测距检验帧Check,解决了传统TOF 3−WR方法中Response通信过程因缺乏参照而无法判断是否受到干扰的问题。在此基础上提出了融合多重干扰校验机制的UWB信号跳变识别方法,在单次定位过程中识别跳变数据。针对连续干扰及定位目标运动状态剧烈变化的极端情况,引入连续多次定位结果的异常判断机制,进一步校验定位数据的可信性。针对识别出的跳变数据,采用卡尔曼滤波最优估计值代替,实现UWB定位数据跳变抑制。在金凤煤矿的现场测试结果表明,该方法能有效识别出煤矿井下UWB定位跳变信号,采用卡尔曼滤波最优估计值能够很好地跟踪实际定位轨迹,保证了定位数据的准确性和连续性。
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关键词
井下人员定位
精准位置服务
UWB定位
双边双向测距
TOF
4−WR通信定位
UWB信号跳变识别
定位结果异常判断
卡尔曼滤波最优估计
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Keywords
underground personnel positioning
precise positioning service
UWB positioning
Double-Sided Two-Way Ranging
TOF 4-WR communication positioning
UWB signal jump identification
positioning result anomaly detection
Kalman filter optimal estimation
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分类号
TD655.3
[矿业工程]
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