基于认知的井下无线定位方法

摘要

本发明涉及矿井下目标定位方法，具体地说是涉及一种基于认知的井下无线定位方法。本发明所述的定位方法包括如下步骤：1)建立井上、井下有线、无线连接网络；2)井下在固定节点中设置三维坐标即为信标节点；3)通过认知测量信标节点和邻居节点之间的距离；4)通过认知计算出到达三个或三个以上信标节点的距离后，通过认知计算未知节点的坐标；5)通过移动认知对求得的节点的坐标进行求精，提高定位精度。本发明优点是采用认知的多次迁移和分布式计算以满足井下定位中高精度、低能耗、抗损坏的需要，同时利用移动节点的二维坐标和固定节点的三维坐标来达到移动节点的精确三维定位。

主权项

一种基于认知的井下无线定位方法，包括网络管理中心(1)和地面调度中心(2)构成的管理层、路由器(4)和交换机(5)构成的数据交换层、无线调度通信终端(6)、井下固定节点(7)、井下移动节点(8)、巷道平面(9)、设备损坏能源耗尽站点(10)、能源耗尽服务迁移站点(11)、信标节点(12)、迁移信道(13)、主服务信道(14)，其特征在于：所述的定位方法包括如下步骤：1)通过INTERNET(3)连接网络管理中心(1)、地面调度中心(2)、路由器(4)、交换机(5)和无线调度通信终端(6)，在井下巷道平面(9)设置井下固定节点(7)和井下移动节点(8)，建立井上、井下有线、无线连接网络；2)在井下固定节点(7)中设置三维坐标即为信标节点(12)；3)通过认知测量信标节点(12)和井下移动节点(8)之间的距离；测量信标节点(12)到某个井下移动节点(8)之间的距离的主要方法是：从信标节点(12)发送一个包含自身位置信息和发送时间t1的井下移动认知，接收认知的井下移动节点记录认知到达的时间t2，通过计算t2‑t1得到认知从信标节点(12)移动过来的传播时间t；假设移动认知的传播速度是v，那么可以通过计算v×t得到信标节点(12)到某井下移动节点的距离d；所述的测量信标节点(12)到某个井下移动节点之间的距离的算法是在移动认知中设置两个计数器，一个用来记录认知的移动次数，设置其初始值为a；另一个是时钟计数器，设置其初始值为b，b＞a；让认知在信标节点(12)和某个井下移动节点之间来回移动；当认知开始移动的时候，时钟计数器便开始倒数计时；当认知到达井下移动节点的时候，移动次数计数器加1；当时钟计数器中值减为0时，认知到达井下移动节点后不再移动；假设移动次数计数器中值为n，那么可以计算出移动认知从信标节点(12)传播到某井下移动节点的时间为t＝(b‑a)/n，则可以计算 出它们之间的距离为d＝v(b‑a)/n；4)通过认知计算出到达三个或三个以上信标节点(12)的距离后，利用三边测量法或极大似然估计法通过认知计算未知节点的坐标；5)通过移动认知对求得的节点的坐标进行求精，提高定位精度。