郑桂锋 徐浩恺 胡雄杰 韦焯淇

摘要：煤矿开采包括地面开采和地下开采两种方式，在全世界，地下开采方式占60%，矿井作业依然普遍。为保证矿井下作业人员的安全，需要实时掌握井下人员的位置情况，传统的GPS在矿井环境下由于信号衰减太大已经不再适用。为解决矿井环境下人员的稳定定位、安全保障问题，本文提出了一种联合UWB和IMU器件的矿井内实体定位及语义地图构建系统，介绍了系统总体构成、系统实现的功能和系统各部分的原理及技术实现方法。该系统可以实现矿井下人员的稳定定位，具备一键SOS功能、物理实体的语义地图构建功能，在平时，井下作业人员基于所构建的语义地图可以更高效地工作;在发生危险时，能让相关人员及时地获取到遇险人员的位置信息。

关键词：矿井定位;UWB;IMU;语义地图

1 引言

随着无线传感网络和无线通信知识的逐步完善，各类定位系统得到了快速发展。目前，GPS卫星定位能够满足人们大部分户外定位的需求，但是矿井环境错杂，电磁波传输损耗严重，并不能实现精确有效的定位，并且矿井一旦发生安全事故，矿井内人员的位置信息就十分重要，这一点是卫星定位所不能完成的。目前，矿井内部大多采用射频识别以及无线网络来实现对人员的监测以及定位，但是大多存在信号损耗严重，可检测距离短，精度不高等问题，并非真正意义上的高精度定位系统，这将会导致发生事故时不能精确得到人员的位置信息。……