面向矿井运动目标的双标签高精度定位方法
专利汇可以提供面向矿井运动目标的双标签高精度定位方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种面向矿井运动目标的双标签高 精度 定位 方法，属于双标签高精度定位方法。该双标签高精度定位方法包括：第一类矿井运动目标定位方法和第二类矿井运动目标定位方法；所述方法在运动目标上 水 平或垂直安装两个定位标签，并与沿巷道顶板安装的两个定位基站通信，通过构造标签与定位基站RSSI距离与估计距离之间的优化函数并求解其最小值，实时得到运动目标的 位置 ；优化函数的求解通过 迭代 的方式完成，它包括迭代初值确定、左/右迭代两个主要步骤。本 发明 仅需在待定位目标上添加一个定位标签即可大幅提高定位精度，升级成本低，部署容易，适合于与巷道平行的长条状对象(如矿车、采 煤 机)，也适用于与巷道垂直的长条状对象(如人员)。，下面是面向矿井运动目标的双标签高精度定位方法专利的具体信息内容。
1.一种面向矿井运动目标的双标签高精度定位方法，其特征是：该双标签高精度定位方法包括：第一类矿井运动目标定位方法和第二类矿井运动目标定位方法；所述方法在运动目标上水平或垂直安装两个定位标签，并与沿巷道顶板安装的两个定位基站通信，通过构造标签与定位基站RSSI距离与估计距离之间的优化函数并求解其最小值，实时得到运动目标的位置；
所述第一类矿井运动目标定位方法：在待定位目标的头部和尾部各安装一个定位标签U1和U2，定位标签U1和U2之间的距离用L表示；定位出任何一个标签，即可知道目标在巷道中的位置；每个标签都能同时与两个安装巷道顶板中线的定位基站B1和B2通信，将定位基站B1和B2二点相连构成直线B1B2，定位标签U1和U2到直线B1B2的垂足分别为P1和P2，|U1P1|＝|U2P2|＝H为标签到顶板中心的高度；目标在巷道中宽度维上忽略不计，建模为一维定位，将定位标签U1和U2二点相连构成直线U1U2，以直线U1U2为横轴，U1的横坐标为x，则U2的横坐标为x+L；纵轴为与巷道纵向中分平面向上的方向；求解出x在满足xopt＝min f(x)
条件下的xopt值，实现目标的定位；
所述第二类矿井运动目标，步骤如下：
1)分别在待定位目标的头部、中部各安装一个定位标签U1和U2，并令|U1U2|＝L，U1到B1B2的垂足P的距离|U1P|＝H，|B1B2|＝LB；
2)构造优化函数，待定位目标位置xopt＝min f(x)；
3)最优解的求解：
(1)利用 获得迭代初值；
其中a＝1，b＝-(2xB+LB)， 根据xB≤x≤xB+LB，可
以消除一个解，得到唯一的迭代初值；
(2)通过双向迭代法获得最优解xopt。
2.根据权利要求1所述的面向矿井运动目标的双标签高精度定位方法，其特征是：所述第一类矿井运动目标定位方法的具体定位过程：
1)在待定位目标的头部和尾部各安装一个定位标签U1和U2；
2)构造优化函数
定位基站的坐标(xB,H)和(xB+LB,H)、基站之间的距离|B1B2|＝LB是已知的；当定位标签U1和U2的坐标分别为(x,0)和(x+L,0)；xB≤x≤xB+LB；设B1与定位标签U1和U2的距离分别为d11和d12，B2与定位标签U1和U2的距离分别为d21和d22，∠B1U1P1＝θ，∠P1U1B2＝α；
构造优化函数f(x)：
(9)式右边先平方再开方的目的是为了保证每一项都为正，以免求和的时候正负抵消；
其中， 为标签Ui,i＝1,2的坐标，且 为定
位基站Bj,j＝1,2的坐标，且 这些量中， 是已知条
件，dij可用RSSI的方式得到；节点i、j之间的RSS值遵循对数正态阴影模型：
dBm
其中，P 是收发节点之间以dB为单位的功率路径损耗， 是参考距离d0处测量到的功率，通常d0＝1m；χ为阴影效应导致的零均值高斯随机变量，在实际计算中可以将其忽略；η是路径损耗因子；因此，
于是，(9)式只有x未知。将U1、U2、B1、B2和dij代入(9)式，得：
如果定位结果是无偏估计，则|UiBj|＝dij，从而使得f(x)＝0；如果是有偏估计，应取能够使得f(x)最小的x，即待定位目标位置xopt可以通过求解使得f(x)最小的x值获得：
xopt＝min f(x) (5)
3)优化函数的求解
(1)通过单标签矿井目标定位方法获得迭代初值x0，
cosα＝H/d21，sinα＝(xB+LB-x)/d21，因此，
针对ΔB1U1B2，根据余弦定理，有：
利用一元二次方程求根公式解方程(15)，并令其为迭代初值x0，得：
其中a＝1，b＝-(2xB+LB)， 根据xB≤x≤xB+LB，可
以消除一个解，得到唯一的迭代初值；
(2)通过双向迭代法获得最优解
以x0为起始点，令xi+1＝xi±Δx，i＝0,1,2,…,N，代入(12)式求得第i+1次迭代的f(x)值fi+1(xi)；其中，N为预设的最大迭代次数，Δx为迭代步长，若Δx取正号，则向B2的方向迭代(右向迭代)，反之则向B1的方向迭代即左向迭代；迭代起始的时候，xopt＝x0；在迭代过程中，若fi+1(xi)＞fi(xi)，则令xopt＝xi+1，否则保持不变；为了加快迭代速度，这里同时进行双向迭代；令 分别对应右向迭代和左向迭代；
迭代遇到下列条件结束：(1)超过迭代次数超过阈值N，整个迭代过程终止；(2)若但 则右向迭代结束，只进行左向迭代；若 但 则
左向迭代结束，只进行右向迭代；(3) 且 整个迭代过程终止；(4)当
f(x)≤fth的时候，整个迭代过程终止，其中fth是给定的距离误差阈值。
面向矿井运动目标的双标签高精度定位方法
技术领域
背景技术
发明内容
知条件，dij可用RSSI的方式得到；节点i、j之间的RSS值遵循对数正态阴影模型：
f(x)≤fth的时候，整个迭代过程终止，其中fth是给定的距离误差阈值。
具体实施方式
知条件，dij可用RSSI的方式得到；节点i、j之间的RSS值遵循对数正态阴影模型：
f(x)≤fth的时候，整个迭代过程终止，其中fth是给定的距离误差阈值。
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