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基于WI-FI的井下定位算法研究*

2012-06-12刘晓文张秀均郝丽娜郁万里

传感技术学报 2012年6期
关键词:卡尔曼滤波煤矿

刘晓文,张秀均,郝丽娜,郁万里,王 杰

(中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州221008)

在各种监测与监控系统中,节点的位置信息有着非常关键的作用[1],如车辆导航、矿井井下人员定位、医疗看护对象定位[2]、特定资产跟踪管理等。众所周知的GPS(Global Positioning System)卫星导航定位技术在不受干扰的室外可以很好的实现定位[3]。然而,这项技术在室内和非视距环境定位误差较大,对于地下几百米甚至几千米的采矿巷道[4]就会完全失效。随着无线传感器网络的快速发展,无线网络节点的定位使为特殊环境的局部区域提供精确实时的位置信息服务得以实现成为可能。近年来,无线传感器网络定位技术由于广泛的应用前景而得到了迅猛发展。根据不同的网络拓扑结构、无线定位技术及应用环境,国内外学者分别提出了不同的定位算法。常见的无线定位技术有蓝牙(Bluetooth)、红外(infrared)、Wi-Fi(wireless fidelity)、Zigbee、超宽带(ultra wide band)等[5]。

本文采用基于信号强度的定位技术,目前,基于信号强度的室内定位系统已有,比如,Intel研究的PlaceLab系统、Trapeze Networks Location Appliance LA200、Ekahau RTLS、Aeroscout、Cisco WCS 等系统[6],各个系统虽然都是基于信号强度进行定位的,但是,定位原理各不相同。这几款系统都已运用医院、监狱、学校、企业厂房中,但是,它们的定位原理不太适用于煤矿井下狭长的巷道中。

由于煤矿井下巷道的狭长特点,部署有无线信号的电磁环境也因信号的多径效应、驻波等影响变得复杂而无规律。正因为巷道的信道模型复杂,巷道中人员定位的问题也一直是研究的热点。……

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