[發(fā)明專利]一種適用于煤礦井下目標(biāo)的定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310580917.9
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN103582120B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華鋼;王永星;任榮;徐永剛;王書芹;蔣超;趙穎杰;黃冬勃;鄭琪;顧博聞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W64/00
• 分類號(hào): H04W64/00;G01S5/02
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于煤礦井下目標(biāo)定位方法。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線定位技術(shù)也在飛速的發(fā)展。基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位服務(wù)在人們的工作生活中的作用越來越大，這就加速了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以用于目標(biāo)定位中。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦監(jiān)測的應(yīng)用中的主要目標(biāo)之一就是指出它所監(jiān)測的事件發(fā)生的地點(diǎn)。因此，在對環(huán)境、目標(biāo)等進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，能夠及時(shí)獲知突發(fā)事件發(fā)生的位置是其重要的。

與地面環(huán)境不同，煤礦井下巷道空間是狹長的受限的帶狀空間，電磁信號(hào)傳播時(shí)容易發(fā)生反射、折射、散射等，多徑效應(yīng)明顯。因此GPS等一般應(yīng)用于地面地位的技術(shù)無法發(fā)揮作用。煤礦井下定位技術(shù)，一直存在著環(huán)境復(fù)雜、難度大、成本高等因素，通過分析研究各種定位技術(shù)的原理、特點(diǎn)，研究煤礦巷道無線傳播環(huán)境。基于RSSI定位算法具有實(shí)現(xiàn)簡單、無需添加額外硬件，成本較低，運(yùn)算量低的特點(diǎn)。

由于基于RSSI值的定位方法是根據(jù)信號(hào)的傳輸損耗進(jìn)行定位的，傳統(tǒng)的大都是基于RSSI值測距的方法，然而煤礦井下環(huán)境較為惡劣，使得定位精度達(dá)不到理想效果。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述狀況，有必要提供一種成本低、定位精度高、速度快的煤礦井下目標(biāo)定位方法。

一種適用于煤礦井下目標(biāo)的定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將定位區(qū)域劃分成N個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)i，其中N為大于0的整數(shù)；

S2、對于每個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)的“指紋特征”樣本RSSI_Sample進(jìn)行采集；

S3、將所采集的RSSI_Sample樣本值進(jìn)行濾波，生成“指紋特征”；

S4、基于S3中濾波后的“指紋特征”進(jìn)行定位算法運(yùn)算；

S5、分析誤差和輸出結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述步驟S1中定位區(qū)域的劃分N個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)i；

在煤礦井下巷道中，其中巷道長M米，錨節(jié)點(diǎn)AP分布在該洞的兩側(cè)，所述巷道中共用了AP1、AP2、AP3…APk的k個(gè)錨節(jié)點(diǎn)，長度平均分成100段，每段M/100米作為定位的基準(zhǔn)點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述步驟S3中將所采集的RSSI_Sample樣本值進(jìn)行濾波，所述濾波采用高斯濾波對采集到的RSSI值進(jìn)行處理，經(jīng)過高斯濾波后，RSSI值的取值范圍為[0.15σ+μ?3.09σ+μ]，其中：

σ=1nΣi=1n(RSSIi-1nΣi=1nRSSIi)]]>

μ=1nΣi=1nRSSIi]]>

進(jìn)一步的，所述濾波處理后的樣本值生成“指紋特征”，包括以下步驟：

設(shè)i為定位基準(zhǔn)點(diǎn)，其中i=1,2,...,N，假設(shè)在i點(diǎn)共采集n次的RSSI_Sample樣本，經(jīng)過濾波處理后去除m次，則剩下n-m次樣本值，每次數(shù)據(jù)都能表達(dá)i點(diǎn)的指紋特征；

設(shè)i點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)和指紋膜分別為兩者之間的關(guān)系為：