基于CSI的煤矿井下定位方法研究

发布时间：2021-06-24 05:07

　　煤炭是我国主要的能源,保障煤矿安全生产一直是国家关注的重点,井下人员定位系统在提高煤矿安全生产水平过程中发挥着重要作用。基于接收信号强度的指纹定位方法因其易实现性,成为井下定位技术发展的主要方向。然而信号强度易受环境干扰,定位精度不高,无法满足未来井下应用的精度需求。因此,研究井下高精度指纹定位方法具有十分重要的理论价值和实际意义。当前井下指纹定位面临三个主要问题:（1）缺少用于生成高精度指纹的特征;（2）缺少适用于无线接入点带状稀疏分布的指纹;（3）单个指纹对位置描述不准确。本文针对以上问题开展研究工作。（1）研究影响井下指纹定位的因素,验证接收信号强度不适用于生成高精度指纹。通过研究信道状态信息与传输路径的关系,提出了基于信道状态信息的路径传输模型,为将信道状态信息用于构造指纹提供理论支撑。通过与接收信号强度进行对比验证了信道状态信息具备细粒度特性,可以从幅度和相位两个维度描绘不同位置的差异性,更适合用于井下高精度指纹定位。（2）信道状态信息由幅度和相位两部分组成。针对幅度指纹构造,首先分析幅度噪声来源,提出使用多种滤波器来抑制噪声对幅度的干扰,然后结合多天线特性,生成幅度指纹;针... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

指纹定位示意图

图 1-7 井下 AP 的部署示意图Figure 1-7 The diagram of undergroundAP deployment3) 单个指纹对位置描述不准确。指纹定位过程中，一般认为指纹是不随时间变化的，因而使用单个置信息，而在实际环境中，由于井下各种噪声的影响，指纹并不是使用单个指纹不能准确描述位置信息，这也是导致指纹定位不准确因此，需要使用序列指纹对位置进行表述并且研究一种能够处理序方法。 章节安排学位论文主要研究了煤矿井下基于 CSI 的指纹定位方法。根据指究了指纹特性的选择、指纹构造方法、指纹融合方法以及指纹匹配方 CSI 的特性，分析了 CSI 幅度和相位噪声，并提出相应的去噪方法CSI 幅度和相位构造位置指纹的方法，并进一步提出了基于模糊 LD融合方法抑制指纹特征的波动，研究利用深度学习方法将传统指纹输入转变成序列指纹输入，提高了指纹对位置描述的完备性，论文

2 基于 CSI 的路径传输模型通过多次测量求平均值等方式进行滤除。另一方面是井下环境，如图 2-2 所示，井下巷道不同于室内环境，巷道一般呈狭长的不规则拱形，单条巷道的横向长度一般为纵向长度的 100 倍，并且巷道壁凹凸不平，巷道间从横交互形成不同的夹角。因此，影响井下定位的 RSSI 主要包含：多径衰落影响、巷道电磁干扰的影响、巷道中人体阴影的影响和非视距传输影响。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于聚类和K近邻算法的井下人员定位算法[J]. 莫树培,唐琎,汪郁,赖普坚,金礼模.  工矿自动化. 2019(04)
[2]改进RSSI加权质心算法在井下人员定位中的应用研究[J]. 朱光.  中国矿业. 2018(12)
[3]基于位置感知网络的井下人员定位研究[J]. 薛凯娟,樊智.  煤炭技术. 2018(10)
[4]井下无线定位系统综述[J]. 李涛,刘旭,邓帅,王峰.  有色金属(矿山部分). 2018(05)
[5]基于RSSI算法的井下定位方法的改进[J]. 张传伟,蔡志泉.  煤炭工程. 2018(09)
[6]基于RSSI测距的煤矿井下定位研究[J]. 岳俊梅,彭新光,李庆义,苏颖.  煤炭工程. 2018(08)
[7]煤矿井下节点合作加权质心定位算法[J]. 赵彤,李先圣,张雷,丁恩杰,胡延军.  工矿自动化. 2018(08)
[8]基于支持向量机的混合相似度室内指纹定位算法[J]. 施涛涛,卢先领,于丹石.  计算机工程. 2018(07)
[9]智慧矿山物联网技术发展现状研究[J]. 申雪,刘驰,孔宁,陈敏.  中国矿业. 2018(07)
[10]基于Wi-Fi指纹的改进型室内定位算法研究[J]. 秦国威,孙新柱,陈孟元.  陕西理工大学学报(自然科学版). 2018(03)

博士论文
[1]建筑物内复杂环境下的地磁场定位导航研究[D]. 康瑞清.北京科技大学 2016

硕士论文
[1]华北地区煤电环保监管政策研究[D]. 赵英博.哈尔滨工程大学 2018
[2]基于指纹膜与航迹推算的煤矿井下人员定位技术研究[D]. 马京.中国矿业大学 2017



本文编号：3246431