3.1.4 目標標識卡方位判別方法
由於測距隻能獲得標識卡與定位分站之間的距離,不能確定標識卡在定位分站左右的位置,因此宜采用雙定位分站協同定位。
布設定位分站時,兩個定位分站天線的間距應大於精確定位的測量精度,且在兩個定位分站之間存在盲區的情況下,應增加定位分站密度來消除盲區。對於井下巷道的精確定位,兩兩配對的定位分站用作基本拓撲單元完成測距和方位判別。一個完整的井下巷道精確定位係統一般需要幾十甚至上百個定位分站方可完成信號覆蓋,實現全局或重點區域局部連續的精確定位。
3.2 上層應用軟件對定位數據的處理與展現
(1)數據預處理:對井下的環境,TOF定位算法可能產生折射、繞射等情況,所以對定位數據進行預處理,剔除失真、錯誤的數據。係統利用曆史數據,考慮人員、機車行走速度等限製,引入濾波、限幅的處理方法,使定位數據接近真實值,確保定位精度達到要求。
(2)拓撲關係:定義每個地標定位儀是定位網絡的拓撲節點,采用節點間連通性屬性描述網絡拓撲,並建立節點相鄰關係表信息。根據節點相鄰關係表,能夠獲取到定位分站的配對關係和數量,完成對目標標識卡距離和方位的判別。
(3)位置展示:位置展示一般采用標量化拓撲測距判別模型,它需要做的就是將標識卡對應的距離和方位信息傳遞給矢量化幾何地理匹配計算模型,進行與巷道空間坐標對應的真實位置計算和顯示。標量化拓撲測距判別模型中的網絡拓撲描述信息可以有多種原始輸入方式。工程上最簡單的做法,可以從基站之間的間隔距離定義關係中自動轉換獲得,從而使應用係統具有智能學習的能力,降低工程部署的技術條件和要求。
4 結 語
針對礦井人員和機車精確定位需求,利用網絡交換機、定位服務器、定位展示機、定位分站(基站)、地標定位儀、人員標識卡、機車定位儀等構建了一套基於ZigBee和工業以太網的定位係統設計方案,利用RSSI/TOF算法實現測距,利用雙定位分站協同完成目標標識卡方位判斷,從而實現在較遠距離範圍內對人員和機車的高精度實時定位。目前,該方案已在深圳哲揚、四川維誠、四川信息等企業和高校協同開發的礦井定位係統中形成產品,並已獲得了大量應用。
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