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1、摇第35卷摇增刊煤摇摇炭摇摇学摇摇报Vol.35摇Sup.摇摇2010年8月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYAug.摇2010摇摇摇文章编号:0253-9993(2010)S0-0236-07带盲区巷道网络人员全局定位系统11222刘志高,李春文,耿少博,武丹琛,丁青青(1郾清华大学自动化系,北京摇100084;2郾清华大学电机工程与应用电子技术系,北京摇100084)摘摇要:针对现有煤矿人员定位系统成本高、精度低、不能进行全局位置预测等问题,提出一套基于无线传感器网络的巷道网络人员全局定位系统。该系统将井下巷道网络分割成多个以网关为中心的分布式定位单元,当人员经过定位单元
2、时,首先由其随身携带的移动节点通过定位引擎实时计算其在局部定位单元内的位置坐标,并将该位置信息通过网关传送到井上计算机;再通过坐标变换计算出人员在井下巷道网络的三维位置坐标;进而得到人员在监控单元内的速度、方向等信息,并通过位置估计算法预测出人员在盲区的位置。实验结果表明,该系统在地下防空洞环境静态定位误差为2郾87m,在室内楼道环境运动估计误差约为4郾5m,且长期连续运行无故障,具有很好的可靠性、可扩展性和定位性能。关键词:人员全局定位;无线传感器网络;巷道网络模型;三维定位算法中图分类号:TD655摇摇摇文献标志码:AApersonnelglobalpositioningsystemin
3、tunnelnetworkswithblindareas11222LIUZhi鄄gao,LIChun鄄wen,GENGShao鄄bo,WUDan鄄chen,DINGQing鄄qing(1郾DepartmentofAutomation,TsinghuaUniversity,Beijing摇100084,China;2郾DepartmentofElectricalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing摇100084,China)Abstract:Themostexistingminepersonnelpositioningsystemsareexpensiv
4、eandcannotpreciselypredicttheper鄄sonnelglobalposition.Presentedanimplementationschemeoftheglobalpositioning.Themultipleundergroundtunnelnetworkswassplitintomanygateway鄄centricdistributedpositioningunits.Whentheminerspassedbythepositioningunit,threestepswereadoptedtoestimatetherelocations:calculatet
5、hepersonnellocationintheirregionusinglocationenginetimely,andsendthelocationinformationtouppercomputerthroughthegateway;calculatedthethree鄄dimen鄄sionalpositioncoordinatesbycoordinatetransformationinundergroundtunnelnetwork;obtainedthespeedanddirec鄄tioninformationinpositioningunit,andthroughtheposit
6、ionestimationalgorithmtopredictthelocationofpersonnelintheblindareas.Experimentalresultsshowthatthepositioningsystemhasthe2.87mstaticpositioningaccuracyintheundergrounddugoutand4.5mmovingestimationerrorinthecorridorenvironment.Thesystemcanbeoperatedforalongtimewithoutanyfailure.Theexperimentalperfo
7、rmancesillustratethattheproposedpositioningsystemhasgoodreliability,scalability,andpositioningperformance.Keywords:personnelglobalpositioning;wirelesssensornetworks;tunnelnetworkmodel;three鄄dimensionalposit
