刘晓阳,李宗伟,方 轲,田子建

(1.中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京 100083;2.煤炭科学研究总院安全装备技术研究分院,北京 100013)

基于距离约束的井下目标定位方法

刘晓阳1,李宗伟2,方 轲1,田子建1

(1.中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京 100083;2.煤炭科学研究总院安全装备技术研究分院,北京 100013)

煤矿井下巷道为狭长的条状结构,信号衰减较大,地面已有的目标定位方法和技术难以直接应用于井下,现有的矿井目标定位主要采取基于时间和信号强度的测距方法,而这些方法并没有考虑到井下巷道的条状结构特点,定位误差较大,依据矿井巷道的条状结构特点,提出一种基于距离约束的井下目标定位方法。在巷道内每4个锚节点构成1个矩形区域,将固定的两锚节点之间的距离作为约束条件,结合垂直向量乘积为零的原理,矩形对角线的长度已知,通过基于RSSI的测距原理获得移动节点到矩形区域两对角线上锚节点的距离之比公式,进而通过合理的近似运算和向量乘法定理得到向量方程组,通过求解向量方程组可以得到移动节点的坐标,仿真实验表明该方法可以有效地降低定位误差。

距离约束;矿井;目标定位;RSSI

煤炭是我国国民经济发展的基础,占一次能源的70%左右。据全国能源工作会议的预测,到“十二五”末期,我国煤炭产量将占全球总产量的50%[1－2]。但是,井下作业环境复杂,工作人员及设备的监管调配难度大,且安全隐患较多,导致矿难频繁发生,实现井下人员、机车的实时定位,不仅有利于资源的合理调配,而且对矿难发生时的及时抢救,减少生命财产损失有着重要的意义。……