基于WSN與慣性導航的井下人員定位系統(tǒng)設計與應用.pdf

1、近年來,我國煤炭產業(yè)在能源領域所起作用越來越多重要,煤礦生產的安全問題也日益受到各方面的關注。基于我國煤礦分布特征和生產條件,煤炭開采中人工作業(yè)所占的比例大,因此無論從日常生產的管理效率出發(fā),還是從礦難發(fā)生時的救援出發(fā),煤炭企業(yè)需要了解作業(yè)人員在煤礦井下的準確位置分布。目前大部分煤礦使用的安全生產監(jiān)控系統(tǒng)并不能滿足企業(yè)的需要,因此設計具有準確性與實時性的井下人員定位系統(tǒng)具有重要意義。
　　基于上述情況,本文對適用于井下的人員定位技

2、術進行研究,設計符合要求的井下人員定位系統(tǒng)。煤礦井下屬于封閉環(huán)境,且地形復雜、環(huán)境干擾嚴重,在實現(xiàn)人員的定位的同時,也需要對環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)控。本文選用無線傳感器網絡進行煤礦的安全監(jiān)控與人員定位,充分發(fā)揮其集無線通信、數(shù)據(jù)采集與信息處理等功能于一體,具有自組織性的特點。通過對不同條件下無線信號在室內衰減程度的分析,利用無線傳感器網絡中的接收信號強度標識進行定位,并針對巷道的一維特性,對加權質心定位算法進行改進,在保證良好定位效果的同時減少

3、了節(jié)點布置密度,降低算法復雜度和系統(tǒng)成本。
　　利用無線信號進行定位,無法避免環(huán)境因素的干擾,為了進一步提高定位精度,引入屬于自主性定位的慣性導航技術作為定位輔助,保證定位系統(tǒng)能在井下惡劣的環(huán)境運行。本文主要設計具有實時性的姿態(tài)方位參考系統(tǒng),并基于人員行走的姿態(tài)特征,根據(jù)腳部姿態(tài)角變化,設計零速修正技術,克服慣性導航中誤差積累的問題,使其適用于人員定位,從而提高無線傳感器網絡定位的效果。
　　最后,本文對井下人員定位系統(tǒng)提出