确定井下人员位置的概率方法

摘要

本发明公开了一种确定井下人员位置的概率方法，该方法结合定位网络拓扑和接收信号强度RSS的对数正态统计模型，利用概率方法确定井下人员位置；定位过程由初始化、边缘状态和定位状态3个状态组成，在初始化状态，假定目标在定位区域的N个可能位置在边缘状态判断目标是否在该区域的边缘，如果是结合定位网络拓扑确定目标位置，如果不是，则进入定位状态；在定位状态，若目标始终在定位区域内部，则由多个时步测量来确定目标位置，在每一个时步测量时用目标的运动概率模型预测位置，用目标的观察概率模型计算在每个位置的概率，直到在某个位置的概率大于了设定的阈值输出目标位置

主权项

1.一种确定井下人员位置的概率方法，其特征在于，包括：一个标识基站和井下人员通信的最大无线覆盖范围为一个定位区域，与由另一个标识基站所确定的定位区域至多只有一个交点；标识基站能与定位中心和井下人员进行信息交互；一个定位区域内可有若干辅助基站，辅助基站可与标识基站或者定位中心交互信息；定位时，定位中心首先确定待定位的井下人员(以下简称定位目标)所在的定位区域并进行定位初始化，接着根据定位目标处于边缘状态还是定位状态确定定位目标的位置，具体步骤如下： A.初始化 定位开始时即t_k=0时，定位中心接收标识基站信号，接收了定位目标信息的标识基站Q所在的区域R_Q即为定位目标所在区域，在R_Q区域内取N个位置点表示位置点，表示定位目标在该位置点的概率，k表示时刻序号，相邻两个位置点间距为△x，进入B边缘状态；B.边缘状态 等到下一时刻t₁＝t₀+△t，定位中心接收所有基站信号，判断接收到定位目标信号的标识基站L(相应地R_L为其所确定的定位区域)是否为初始化状态时的标识基站Q，若不是，目标位置S=R_Q与R_L两区域的交点，定位结束；若无标识基站接收到定位目标信息，目标位置S=Ψ，位置不确定，定位结束；若是，进入C定位状态； C.定位状态 C-1.计算定位目标位置，计算过程如下： 1)计算当前时刻每个位置点的位置v_max为井下人员的最大行走速度，△t为行走时间； 2)计算每个位置点处的概率其中，是基站m在k时刻监测到的位于处的定位目标的信号强度RSS[dBm]，β是路径衰减指数，p₀是离定位目标1m远处接收到的信号强度RSS[dBm]，d_m,k是基站m在k时刻离位于的定位目标的距离，σ[dbm]是接收信号强度的标准方差，M是在定位区域内接收到定位目标信号的基站个数，h是基站离地面的高度，x_m基站m在所属定位区域的坐标；3)归一化概率4)计算人员位置5)判断概率最大值是否大于阈值，如果转C-25)输出人员位置定位结束；C-2.依据概率重新取N个位置点等待下一时刻t_k+1=t_k+△t到：定位中心接收所有基站信号，判断接收到定位目标信号的标识基站L是否为初始化时的标识基站，若不是，目标位置S=RQ与RL两定位区域的交点，定位结束；若无标识基站接收到定位目标信息，目标位置定位结束；若是，转C-1。