基于煤矿环境下的两层隐马尔科夫模型定位方法研究

发布时间：2017-12-05 22:07

  本文关键词：基于煤矿环境下的两层隐马尔科夫模型定位方法研究

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【摘要】：煤矿开采过程中矿工的人身安全一直是每一个国家和政府所关心的话题。当矿难发生时,如何准确定位被困在矿道中的矿工是一个较为迫切,亟待解决的问题。地下煤矿环境,也是一种室内环境,但其特殊的地质结构而与其它室内环境又极为不同。地下煤矿环境具有独特的混凝土墙壁以及狭长的走道,使得无线频率信号的传播途径与开放环境下的传播途径有很大差别。本篇论文研究的目的旨在提出一个适用于煤矿环境的精确定位方法,满足工程花费少,定位精度高的要求。在研究过程中,本文首先对常用的定位信号进行研究,分析比较其适用的环境,定位精度等等。并通过判断煤矿环境中可能存在的干扰因素,排除不适用的信号源,找出适合于地下煤矿环境的定位信号。根据工程花费少,定位精度高的要求,最终选择Wi Fi信号作为使用的定位信号。本文还对于现今存在的室内定位方法做了深入的学习和探讨,包括他们的原理及实现方法,优缺点以及该方法是否可以使用于地下煤矿环境等等。适用于煤矿环境下的定位方法普遍存在“跳跃”问题,即相邻的定位结果在物理距离上较远,移动单元MU存在“跳跃”。根据这个问题,本文提出了一个两层隐马尔科夫模型定位方法,该模型第一层为广义的隐马尔科夫模型,用于对矿工行走过程建模;第二层为一个马尔科夫链,用于模拟行移动单元MU的移动状态,并通过改进韦特比算法来实现该模型。该方法较好解决了基于环境的定位方法中存在的“跳跃”问题。通过在中瑞典大学采集近似地下煤矿环境数据,系统性完成各项实验,结果表明该定位算法精度相比同类型定位方法精度较高,一些行走状态的精度可以达到1.5米左右。提出的定位方法花费少,精度较高,适用于地下煤矿环境。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD76

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本文编号：1256332