基于UWB系统的井下车辆高精度定位研究.pdf

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1、第67卷第6期有色金属(矿山部分)2O15年11月doi：10．3969l／J．issn．1671—4172．2015．06．012基于UWB系统的井下车辆高精度定位研究陆博，周俊武，赵建军(北京矿冶研究总院矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室，北京102628)摘要：随着无线通信技术的进步，超宽带(UWB)技术从缩减硬件成本及定位精度的提升都有了大幅的进步，因此其在定位系统中的使用越来越多。通过研究适用于在井下巷道环境的高精度定位方法，研制出了一套适用于井下环境的超宽带无线车辆定位系统。试验结果显示，该系

2、统定位精度高，对进一步实现井下的车辆无人自主导航具有非常大的支撑作用。关键词：井下定位；UWB测距；传感器网络；三边定位法；车辆导航中图分类号：TD529文献标志码：A文章编号：1671-4172(2015)06—0057-05StudyonhighprecisionpositioningsystemofundergroundvehiclebasedonUWBsystemLUBo，ZHOUJunwu，ZHA0Jianjun(BeijingKeyLaboratoryofAutomationofMining&M

3、etallurgyProcess。BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beijing102628，China)Abstract：Dependingonthedevelopmentofwirelesscommunicationtechnology，UltraWideBand(UWB)technologyhasbeensignificantlyprogressedinthereductionofhardwarecostandtheimprovem

4、entofthepositio—ningaccuracy，SOitisincreasinglyusedinpositioningsystems．Theresearchinhighprecisionpositioningmethodofundergroundtunnelisundertaken．Awirelessvehiclepositioningsystemisdevelopedbasedonultrawidebandtech—nology．Theexperimentalresultsshowthatthe

5、systempositioninglocalizationisveryaccurate，whichwilltakealargesupportingroletorealizetheautonomousnavigationinundergroundunmannedvehicle．Keywords：undergroundlocalization；UWBranging；sensornetwork；trilaterationpositioningestimation；vehiclenavigation矿山井下安全生产

6、的重要性已经毋庸置疑，井下离，通过避障及岔路决策等方法实现车辆无障碍行安全监测的手段也随着技术发展而不断前进。一方驶；第二是实时提供世界坐标系下的绝对位置信息，面，我国近年来大力推进井下安全生产的“六大系统”，通过预先设计好的电子地图来完成车辆按规划路径另外一方面，我国也重点开发新一代智能化、自主化、自主行驶。无疑，第二种方法的研究难度更高，也更无人化的新型井下装备。因此，地下设备的精确定具有普适意义，本文的研究内容就是针对世界坐标位和自主导航是开发智能化设备的必要条件之一。系下的实时定位而展开的l1]。金

7、属、非金属矿山井下移动装备种类繁多，主要1无线定位方法的研究以井下各类无轨类车辆为主。这类车辆一般行驶速度较快，作业工作面经常发生改变，实现其在巷道这针对井下的特殊环境，传统意义的室内定位在类狭窄区域中的自主导航最关键是要解决车辆精确井下往往都不适用，具体体现在三个方面：第一，井定位的问题。对于井下装备精确定位目前有两种研下无GPS信号；第二，狭长封闭的巷道对各类信号究方向：第一是获取车辆与巷道内障碍物的相对距的传输都是一个非常复杂的传输模型，多径效应对定位结果产生的干扰不容忽视；第三，井下特殊的环基金项目

8、：国家高技术研究发展计划(863计划)项目境(如潮湿、多尘、地磁场变化等)造成了很多种定位(2011AA060408)作者简介：陆博(1981一)，男，高级工程师，硕士，自动化仪表专业，方法都不适用L2]。因此找到一种适合于井下的高精主要从事矿冶自动化、信息化领域的研究。度实时无线定位系统是我们必须解决的问题。目58有色金属(矿山部分)第67卷前，基于非接触式定位的方法有很多，按照其定位手发射端接收端段来分大致有