为提高矿山井下机车的定位精度,提出了一种基于到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)改进的矿山井下机车定位方法。采用超声波和无线电传播时间差实现测距,分析了测距技术在井下运用时产生的误差,并对误差进行补偿。为了修正机车定位过程中产生的位移误差,把位移误差化简为机车到节点的距离误差。通过规律性地布置节点和惯性导航技术,计算出位移后机车到节点的距离。使用最小二乘法估计出机车的初始位置坐标,并通过泰勒级数最小二乘法修正坐标实现定位,定位精度可达12 cm。相比于传统的定位算法,该方法增加了定位精度,且在机车不同速度下,保持了较为稳定的定位精度。
因传统的矿山井下机车定位误差较大,应用不够灵活,提出了一种矿山井下机车改进的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)定位算法。为减小机车移动造成的误差,多次采样RSSI值,对其进行最小二乘法曲线拟合,然后根据拟合后得到的函数,计算出运行算法和网络延迟后的RSSI值。为减少矿下环境影响,优选信标节点;且机车位置计算取其到不同信标节点距离的差值,得到的一组双曲线方程,用chan算法求解。仿真结果表明,改进后的算法具有较高的定位精度,节点布置的越密集,参与定位的节点越多,定位精度就越高,最低定位误差为0.4m。
