基于nanoPAN5375的煤矿井下一维目标跟踪定位系统
One-dimensional Target Tracking and Positioning System in Coal Mine Based on nanoPAN5375
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摘要: 针对煤矿井下一维环境中人员及设备的定位问题，对一维定位理论及应用进行了研究，提出了一维分段定位法，设计了基于无线射频模块的定位系统。定位系统以ATmega1284P微处理器为主控芯片，以nanoPAN5375射频模块为核心，采用对称双边双路测距算法（SDS-TWR）实现测距，利用一维分段定位法和卡尔曼滤波算法计算得到最后的定位信息。试验结果表明：系统能够完成实时测距和定位，定位误差可达1 m以内。
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关键词:
- 一维分段定位法 /
- nanoPAN5375 /
- 线性调频扩频 /
- 对称双边双路测距算法 /
- 卡尔曼滤波
Abstract: Aiming at personnel and equipment locating problem in one-dimensional environment of underground coal mine, we studied one-dimensional positioning theory and application. We propose one-dimensional piecewise positioning method and designed the positioning system based on radio frequency（RF）module. The system takes ATmega1284P microprocessor as the controller and the nanoPAN5375 as the RF chip, and uses symmetrical double-sided two-way ranging method to achieve real-time ranging, and adopts one-dimensional piecewise positioning method and Kalman filtering algorithm to calculate the final location information. The results indicate that the system can perform real-time ranging and positioning and the positioning error is less than 1 m. -
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[1] 李蒙，李广宏，刁文广.无线传感网络煤矿井下人员定位系统设计[J].煤矿安全，2010，42（11）： 77-79. [2] 何燚，郑化浦.基于节点连通协作的煤矿井下定位系统设计[J].计算机测量与控制， 2013（9）：2567-2569. [3] 毛永毅，张颖.非视距传播环境下的AOA定位跟踪算法[J].计算机应用，2011（2）：317-319. [4] 孙继平，李晨鑫.基于卡尔曼滤波和指纹定位的矿井TOA定位方法[J].中国矿业大学学报， 2014（6）：1127. [5] Gholami M R， Gezici S， Strom E G. A concave-convex procedure for TDOA based positioning[J]. Communications Letters， IEEE， 2013， 17（4）： 765-768. [6] 孔亮，李玉良，张传锴，等.基于RSSI的煤矿井下定位技术[J].煤矿安全，2012，43（1）：48-50. [7] Hao S， Xin W， Changzhi L， et al. The Wireless Ranging System Based CSS Technology[M]. Instrumentation， Measurement， Circuits and Systems. Berlin: Springer Berlin Heidelberg，2012: 773-779. [8] 张科帆，朱海霞，包建军.基于CSS技术的井下精确定位系统设计[J].工矿自动化，2014，40（1）：5-8. [9] 杨清玉，于宁，王霄，等.无线传感器网络线性调频扩频测距方法研究[J].传感技术学报，2010（12）：1761. [10] Wei L， Jian Z， Chunzhi W. Kalman filter Localization algorithm based on SDS-TWR ranging[J].TELKOMNIKA Indonesian Journal of Electrical Engineering，2013，11（3）： 1436-1448. [11] 杨锌，林基明，刘争红.基于nanoLOC的嵌入式定位系统[J].计算机系统应用，2012（9）：38-42.
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