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矿井动目标定位:挑战、现状与趋势
  • ISSN号:0253-9993
  • 期刊名称:煤炭学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TD676[矿业工程—矿山机电]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学物联网感知矿山研究中心,江苏徐州221008, [2]矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室,江苏徐州221008, [3]中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51204177); 国家科技支撑计划资助项目(2013BAK06B05); 江苏省自然科学基金资助项目(BK20151148)
  • 相关项目:煤矿工作面动目标精确定位关键技术研究
中文摘要:

精确目标定位是煤矿安全高效生产的重要保障。分析了矿井动目标定位在巷道特征、采掘设备、多径特性、多址干扰、误差累积等方面面临的挑战;陈述了矿井定位的主流测距方法RSSI,TOA/TDOA,AOA/DOA;总结了最小二乘法、最大似然法、代价函数法、指纹膜法等常规位置估计方法,以及针对巷道特殊环境而设计的距离约束法、电磁波及超声波联合定位法等矿井专属位置估计方法;剖析了煤矿巷道的NLOS识别和抑制、路径损耗指数的实时计算、空间信息辅助的结果优化技术;指出了基于矿山物联网架构的定位发展趋势,借助矿山物联网的"物-物相连特征"特征,研究出性能更优的距离测量技术、位置估计方法和定位结果优化算法,理清矿井动目标定位技术层次和发展脉络,深入剖析定位精度影响因素,为矿井动目标定位研究提供参考。

英文摘要:

The precise object localization system is a fundamental infrastructure for the safe and effective production incoal mines. Authors analyzed the key problems faced by the localization of mobile objects in coal mines,such as road-way characteristics,excavation equipment,multipath features,multi-site interferences and error accumulations. The ma-instream methods of range measurement,including RSSI,TOA/TDOA and AOA/DOA,were summarized. The authorsalso discussed the common position computation methods and specialized position computation methods based on theparticular surroundings of roadway,respectively. The representatives of the former are least square,maximum likeli-hood,cost function and fingerprint methods,and the distance-constraint method and the joint distance measuring meth-od based on electromagnetic wave and ultrasonic wave are two typical examples of the latter. Then analyzed the optimi-zation methods of localization results,including the identification and suppression of NLOS in coal roadway,the real-time computation of path loss exponent and the optimization techniques assisted by space information. Besides,the au-thors proposed the development trend of localization framework based on internet of coal things. With the idea that eve-rything is connected with each other,one can work out better distance measuring technologies,position estimatingmethods and result optimizing algorithms. The paper strived to clarify the technology levels and development venationof the localization of mobile objects in coal mines and analyze the influential factors of localization precision in de-tailed.

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期刊信息
  • 《煤炭学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国煤炭学会
  • 主编:刘峰
  • 地址:北京和平里煤炭科学研究总院《煤炭学报》编辑部
  • 邮编:100013
  • 邮箱:mtxb@vip.163.com
  • 电话:010-84262930 84262340
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9993
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2190/TD
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1992年首届全国优秀科技期刊二等奖,1997年全国第二届优秀科技期刊一等奖,1999年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:45064