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“井下UWB高精度定位技术”专题

来源：工矿自动化

井下人员定位系统是煤矿井下安全避险“六大系统”之一，在人员定位、考勤、日常管理等方面发挥了重要作用。

行业视野: 智能化
类别; 27个
关键词; 13位
专家; 5篇
论文; 2414IP
点击量; 1082次
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基于改进高斯混合滤波的矿井加权质心定位算法

作者(Author)：张楠

摘要：针对煤矿井下复杂环境中无线信号的非视距传播导致RSSI定位算法存在测距误差大及定位结果不准确的问题，提出了一种基于改进高斯混合滤波的矿井加权质心定位算法。首先根据最大期望算法对未知节点的相应RSSI测量数据进行聚类，将它们划分为多个高斯概率密度函数模型；然后根据数据特征，利用赤池信息量准则对采样数据进行优化，得到精确的测量值；最后计算未知节点的初始坐标，将未知节点初始坐标和真实坐标间的误差值作为权值因子，结合质心定位算法计算得到未知节点的最终坐标，实现目标定位。仿真与实验结果表明，该定位算法可实现煤矿井下人员的高精度定位，平均定位误差为1.83m。

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工矿自动化

2019年第11期

428

224
一种基于UWB的三边定位改进算法

作者(Author)：游小荣, 裴浩, 霍振龙

摘要：针对现有基于UWB的井下定位算法存在算法复杂且求解值不是全局最优的问题，提出了一种基于UWB测距的三边定位改进算法。该算法基于DW1000芯片和三边定位算法，采用双边双向测距方法测距，以求解二元二次方程最优解为目标，设定优化目标函数，将坐标二维化处理，降低了算法的复杂度;筛除测量过程中产生的无效数据，确定有效搜索区域并在该区域内进行全局遍历，找到最优定位坐标，解决了求解值不是全局最优的问题。同时，为了进一步提高定位精度，采取了适当增加参考节点数量的措施。实验结果表明，该算法平均误差小于加权三边定位算法、泰勒算法，定位精度提升明显；该算法还具有较强的实用性，通过增加参考节点数量可有效提高测量精度。

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2019年第11期

622

303
一种矿井定位设备的无线软件升级方法

作者(Author)：张立峰, 金业勇, 陈康, 王维, 周澍

摘要：针对现有矿井定位设备嵌入式程序升级方式需要建立物理连接、没有一种针对小型嵌入式设备的可编程无线升级协议等问题，提出了一种矿井定位设备的无线软件升级方法。该方法采用无线广播传输方式和一对多的网络模式实现矿井定位设备的批量无线IAP（应用内编程）升级，提高了升级的便捷性和效率。实验结果表明，该方法的总体升级成功率与距离正相关，在10m范围内成功率较高。该方法为数量较大的矿井定位设备的更新换代提供了一种有效途径。

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2019年第11期

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考虑锚点位置误差的井下TDOA改进算法

作者(Author)：李世银, 朱媛, 王晓明

摘要：针对井下TDOA定位算法未考虑锚点位置误差、在测量噪声较大时定位精度严重下降的问题，提出一种考虑锚点位置误差的井下TDOA改进算法。将锚点位置误差作为参数，对TDOA定位模型进行改进，并采用基于凸优化的迭代TDOA算法对模型进行求解。仿真结果表明，当锚点位置误差为1cm时，算法定位精度可达到5cm；即使在测量噪声较大时，该算法仍可有效逼近克拉美罗下限（CRLB），优于现有的TSWLS、改进TSWLS算法。

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2019年第11期

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基于卡尔曼滤波和加权LM法的井下精确定位算法

作者(Author)：王伟

摘要：针对基于UWB精确定位的井下近感检测装置定位结果易受非视距（NLOS）误差等噪声影响的问题，提出了一种基于卡尔曼滤波和加权LM法的井下精确定位算法。通过卡尔曼滤波预测过程得到标签卡坐标的先验估计值；利用几何关系计算估计坐标与各锚节点的距离，并将该距离与探测器直接测距值进行比较，根据差值分配各锚节点的测距权值；将权值矩阵和测距矩阵代入加权LM法中，得到标签卡坐标的中间结果；将中间结果作为测量值代入卡尔曼滤波更新过程中，得到标签卡的最终坐标。测试结果表明，与多边定位法相比，基于卡尔曼滤波和加权LM法的井下精确定位算法可在不影响定位速度的前提下，将定位精度提高一倍以上，有效降低了NLOS误差等噪声的干扰。

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2019年第11期

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