牛永刚， 窦学丽， 殷鹏， 李京生， 栾良良， 蓝祥

(北京永安信通科技有限公司， 北京 100089)

0 引言

采煤作业是煤矿井下最重要、最危险的前端生产环节，对煤矿井下综采工作面内的人员、采煤机等动目标的位置进行监控，可以有效保障工作面生产安全[1-2]。井下动目标定位一般采用基于无线通信的定位方法[3]。传统的无线定位技术包括WiFi、射频识别(RFID)、ZigBee等，这些技术由于自身局限性，无法实现综采工作面的高精度定位[4-5]。超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术具有抗多径能力强、系统复杂性低等特点，可实现厘米级高精度定位，在矿井无线定位领域有很大优势[6]，满足综采工作面定位系统的精确度要求。

刘清[7]提出了一种基于UWB测距原理的采煤机定位系统，利用UWB的测距原理确定采煤机在工作面的相对位置，解决了复杂工况下采煤机定位精度低的问题。刘一鸣等[8]提出了一种基于UWB的采煤机定位精度提升算法，利用信息过滤算法对信号值进行过滤，利用神经网络实现对采煤机的精确定位。但上述研究忽略了安装在液压支架上的基站位置变化对定位效果的影响。激光测距技术具有很好的单色性、方向性、相干性和高亮度的特点，可实现对物体相对距离的高精度测量[9]，是校准基站位置较理想的选择。综采工作面环境恶劣，设备复杂，能见度低，人员与采煤机的相对位置是重要的安全监控内容，宜采用二维定位方法。本文将激光测距技术应用到矿山环境中，结合UWB定位技术，设计了基于UWB与激光测距的综采工作面定位系统。……