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煤矿井下超宽带定位混合解算方法

陈美蓉 王凯 张嘉纯 许鹏远

陈美蓉,王凯,张嘉纯,等.煤矿井下超宽带定位混合解算方法[J].工矿自动化,2021,47(3):53-59..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17710
引用本文: 陈美蓉,王凯,张嘉纯,等.煤矿井下超宽带定位混合解算方法[J].工矿自动化,2021,47(3):53-59..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17710
CHEN Meirong, WANG Kai, ZHANG Jiachun, et al. Hybrid solution method for ultra-wideband positioning in coal mines[J]. Industry and Mine Automation, 2021, 47(3): 53-59. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17710
Citation: CHEN Meirong, WANG Kai, ZHANG Jiachun, et al. Hybrid solution method for ultra-wideband positioning in coal mines[J]. Industry and Mine Automation, 2021, 47(3): 53-59. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17710

煤矿井下超宽带定位混合解算方法

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17710
基金项目: 

国家重点研发计划项目(2017YFC0804306)

北京市科技计划项目(Z201100004520015)

中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项重点项目(2019-2-ZD002 )

详细信息
  • 中图分类号: TD655

Hybrid solution method for ultra-wideband positioning in coal mines

  • 摘要: 超宽带定位是根据基站测定的标记点距离,基于一组非线性定位方程组,通过泰勒(Taylor)级数展开算法、Chan算法或最小二乘法解算获得精确的设备位置。其中,Taylor级数展开算法的求解精度高,但是对初始值具有很强的依赖性,如果初始值选择不恰当,会导致算法不收敛。针对上述问题,提出了一种结合头脑风暴优化(BSO)和Taylor级数展开的混合解算(BSO-Taylor)方法。采用BSO算法求解移动站到基站的误差函数最小化的最优解,将最优个体的到达时间差(TDOA)值作为Taylor级数展开算法的初始值,进行Taylor展开解算得到定位信息,解决了Taylor级数展开算法需要较好初始值的问题。对Chan算法、Taylor级数展开算法和BSO-Taylor混合解算方法的结果进行了对比实验,结果表明,BSO-Taylor混合解算方法通过全局搜索策略,获得了接近于真实位置的迭代初始值,既可以获得接近真值的定位性能,又解决了Taylor级数展开算法对不良初始值的敏感性;相较于Chan算法,BSO-Taylor混合解算方法的解算结果更加稳定,且准确性更好;相较于初始位置为真实位置的Taylor级数展开算法,BSO-Taylor混合解算方法的解算误差稍大;定位距离的变化和TDOA测量值标准差的变化对Taylor级数展开算法和BSO-Taylor混合解算方法的影响基本一致,而对Chan算法的影响较大。

     

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出版历程
  • 刊出日期:  2021-03-20

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