[发明专利]基于压缩感知RSS指纹库及超声波的井下定位方法

摘要

本发明公开了矿井通信和安全生产领域中一种基于压缩感知RSS指纹库及超声波的井下定位方法，该方法简化定位算法复杂度，减少井下节点数量，降低功耗。本发明采用压缩感知算法，减少参考节点数量和数据传输量，缓解矿井通信网络的带宽压力。基于矿井巷道的空间特点，本发明采用更加简单的指纹库采集方案，结合超声波测距技术，保证定位精度的同时，减轻了指纹库采集阶段的工作量，更加便于井下目标定位的实施。

主权项

1.一种基于压缩感知RSS指纹库及超声波的井下定位方法，其特征在于：所述的定位方法是基于井下巷道空间特点，通过目标节点RSS特征信号与超声波测距技术，结合少量的参考节点实现井下目标的精确定位，定位过程包含指纹库采集阶段和实时定位阶段；指纹库采集阶段：将定位区域离散网格化，改变目标节点的位置，参考节点接收不同采样点处目标节点发射的信号强度，建立采样点编号和相对应的RSS特征信号的指纹库，利用指纹库中的RSS特征信号，构建测量矩阵；实时定位阶段：所述的实时定位阶段包括压缩感知定位和超声波测距，是将两者联合在一起实现的；压缩感知定位过程：定位计算机根据参考节点接收的目标节点RSS特征信号，通过压缩感知算法重构出包含目标节点位置信息的位置矩阵，结合指纹库数据，加权计算得到目标节点的纵向坐标；超声波测距过程：目标节点周期性向巷道壁发射超声波信号，超声波信号在遇到巷道壁后反射，目标节点接收反射的超声波，记录发射时间和接收时间，通过时间差计算目标节点到巷道壁的距离，确定目标节点的横向坐标；结合以上坐标信息即可确定目标节点在巷道内的位置。