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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
矿井人员位置监测技术
  • 113
  • 作者

    孙继平

  • 单位

    中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院

  • 摘要
    分析了超声波、激光、惯导、视频、计步器、无线电等矿井测距和定位技术,其中,无线电测距和定位具有定位距离远、定位误差较小、不受光照影响、受粉尘影响小、便于身份识别、系统成本较低等优点,宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位。分析了UWB,ZigBee,RFID,5G,WiFi6等无线电测距和定位技术:矿用UWB具有定位距离较远、定位误差最小、成本较低等优点,宜用于矿井人员精确定位系统;矿用ZigBee具有定位距离远、定位误差较小、成本较低等优点,宜用于矿井人员定位系统;矿用RFID具有系统成本最低等优点,宜用于煤矿井下作业人员管理系统等;矿井5G和WiFi6定位精度低于UWB,系统成本高于ZigBee,不宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位系统。分析了接收的信号强度指示(RSSI)、到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、双程测距(TWR)、对称双边双程测距(SDS-TWR)、到达角度(AOA)等矿井人员定位算法:RSSI定位法定位误差大,难以满足矿井人员定位和矿井人员精确定位的需求;TOA定位法要求定位卡和分站时钟计时精确并同步,定位卡和定位分站成本高,不宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位;TDOA定位法不要求定位卡与定位分站时钟同步,对定位卡时钟精度要求低,定位卡成本低,但要求定位分站时钟计时精确,定位分站之间时钟同步,定位分站成本高,可用于矿井人员定位和矿井人员精确定位;TWR定位法和SDS-TWR定位法既不需要定位分站与定位卡时钟同步,也不需要定位分站之间时钟同步,更不需要定位卡之间时钟同步,降低了定位卡和定位分站复杂度和成本,宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位;AOA定位法系统复杂、成本高,远距离定位误差大,有定位死角,只能用于直线无障碍定位,定位天线和定位精度受机械振动等影响大,不宜独立用于矿井人员定位和矿井人员精确定位,但可与其他矿井定位方法联合使用。
  • 关键词

    矿井人员定位UWBZigBeeTDOATWRAOA

  • 文章目录
    0 引言
    1 煤矿井下人员位置监测系统
    1.1 煤矿井下作业人员管理系统
    1.2 矿井人员定位系统和矿井人员精确定位系统
    2 矿井测距和定位技术
    3 矿井人员定位算法
    3.1 RSSI定位法
    3.2 TOA定位法
    3.3 TDOA定位法
    3.4 TWR定位法
    3.5 SDS-TWR定位法
    3.6 AOA定位法
    4 结论
  • 引用格式
    孙继平.矿井人员位置监测技术[J/OL].工矿自动化:1-11[2023-07-07].DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.18138.
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