基于指纹膜与航迹推算的煤矿井下人员定位技术研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:keenkingzhu
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煤矿安全是煤矿生产的第一要务,但是由于煤矿生产环境复杂,煤矿安全事故时有发生。灾难发生后对人员的精确定位是救援的关键,因此实现对井下人员的定位显得尤为重要。本文围绕逐渐完善的无线传感器网络定位技术和日益发展的惯性导航定位技术展开研究,重点研究了基于编辑距离的指纹定位技术实现、航迹推算定位技术的实现,以及两种定位方法加权融合定位技术的实现,主要内容如下:在原有离线指纹数据库的基础上,本文利用AP之间的相关性,将RSSI值排序得到稳定的AP序列,建立新的离线指纹库,并基于最强AP进行聚类处理。在线阶段,利用dis矩阵计算实测AP序列与指纹库中序列的编辑距离,基于最小编辑距离匹配得到最近邻参考点,进行位置估计。航迹推算定位技术包含三个步骤:步态检测、步长估计和航向估算。文中对步态和步长计算方法进行了详细介绍,采用峰值检测和非线性步长模型进行步态与步长的计算。针对煤矿巷道狭长的特性,采用简单的加速度计和磁力计结合的方法实现航向的粗略估计。为克服指纹定位不稳定和航迹推算累积误差现象,本文提出一种基于误差估计的加权融合算法,依据匹配点的欧氏距离和定位时间定义融合权重,并利用AP进行位置修正和权重更新。最后介绍了本文定位技术实现的硬件平台,通过实验验证,本文的定位算法可提高井下人员定位的准确性和稳定性。
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