基于5G+UWB和惯导技术的井下人员定位系统
李明锋1
李䶮1
刘用1
吴学松1
徐继盛1
常建明1
王涛1
潘红光2
1.甘肃华亭煤电股份有限公司砚北煤矿,甘肃华亭 7441002.西安科技大学电气与控制工程学院,陕西西安 710054
摘要：针对煤矿井下人员定位系统在实际应用中存在因设备算力与存储资源不足导致无法使用复杂测距与定位算法,定位数据即时传输与响应性能不足,在系统部署方面人力物力损耗较大等问题,提出了一种基于5G+UWB和惯导技术的井下人员定位系统.在末端部署能耗低、抗干扰性强的UWB定位基站,定位基站与5G基站以级联的方式连接,定位基站采集UWB与惯导数据,利用5G网络回传至计算平台,在计算平台上完成定位信息的解算和存储.将基于惯导的人员位置估计作为预测值,将基于UWB的三边定位算法获取的人员位置估计作为观测值,利用卡尔曼滤波器将预测值和观测值进行融合,降低定位误差.在煤矿主体实验基地搭建测试系统,模拟真实煤矿井下环境并进行对比实验.结果表明:①在x轴和.v轴,融合惯导的卡尔曼滤波算法得出的位置信息和真实位置信息的重合度最高,说明融合惯导的卡尔曼滤波算法得出的位置信息最接近真实位置,平均误差为22.192 cm.②5G+UWB和惯导技术组合的井下人员定位系统的位置信息和真实位置信息的重合度最高,误差为[15 cm,20 cm],x轴最大平均误差为26 cm,y轴最大平均误差为24 cm,超过目前大多数井下人员定位系统精度.
关键词：井下人员定位5GUWB惯导技术卡尔曼滤波
分类号：TD76(矿山安全与劳动保护)
资助基金：陕西省秦创原科学家+工程师队伍建设项目(2022KXJ-38)西安市科技计划资助项目(23ZDCYJSGG0025-2022)中国华能集团有限公司总部科技项目(HNKJ21-HF13)天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项重点项目(2023-TD-ZD005-004)
论文发表日期：2024-01-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 25-34 )
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