基于MEMS传感器的煤矿井下人员定位系统设计

Abstract

针对现有井下人员定位系统存在定位精度低及成本高等问题，设计了基于MEMS传感器的煤矿井下人员定位系统。该系统采用MPU9150惯性传感器获取测量数据，以CC2530为主控芯片实现数据的采集、处理；通过井下已有的WiFi基站，并结合行人航迹推算算法实现井下人员的精确定位：利用融合了行走频率和加速度方差的表达式来确定步长，采用四元数法估计行人方向角，并根据扩展卡尔曼滤波对方向角的原始数据进行修正，从而获得井下人员的具体位置。实验结果表明，在100 m距离内，该系统的定位误差小于2.2 m，能够实现煤矿井下人员的高精度定位。