矿井动目标定位:挑战、现状与趋势

胡青松^1,2,3，张申^1,2，吴立新³，丁恩杰^1,2

1. 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心2. 矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室3. 中国矿业大学环境与测绘学院

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。

关键词：矿山物联网;感知矿山;目标定位;煤矿巷道;工作面;