基于UWB的井下人员定位算法研究

Abstract

针对井下高实时性、高精度的人员定位需求，研究了基于超宽带（UWB）的井下人员定位算法。采用双边双向测距（DS−TWR）方式测量定位基站与定位标签的距离，该方式不需要定位基站与定位标签系统时钟同步，从源头上提高了定位精度。根据测距信息，采用加权最小二乘（WLS）算法和CHAN两种位置解算算法估算定位标签的坐标，通过静态实验和动态实验对2种算法的性能进行对比分析，并通过均方根误差和误差累计分布函数（CDF）综合评估定位精度。实验结果表明：静态实验时，CHAN算法和WLS算法的均方根误差分别为5.878 6，8.007 4 cm，CHAN算法的均方根误差比WLS算法低26.59%；动态实验时，CHAN算法和WLS算法的均方根误差分别为12.292 3，21.180 9 cm，CHAN算法的均方根误差比WLS算法低41.97%；CHAN算法的定位精度高于WLS算法，更加适用于煤矿井下人员定位。