矿井环境高精定位技术研究现状与发展

毕林,王黎明,段长铭

Research Situation and Development of High-precision Positioning Technology for Underground Mine Environment

Lin BI,Liming WANG,Changming DUAN

表 1 井下设备定位使用的传感器技术

Table 1 Sensor technology used in underground equipment positioning

类别 主要传感器技术 精度 主要特征 无线通信 Zigbee、WIFI、Bluetooth、RFID、UWB、IrDA、VLC 精度为米级至分米级 通过组建WAN进行定位，需要提前铺设传感器节点。不同传感器在通讯距离（1~200 m）、频段、传输速率、传输容量、供电等方面具有不同特征 惯性 陀螺仪、加速计、IMU、INS 短时间内位移精度为亚米级 实时性高，但存在累计误差、误差随测量时长增加 视觉 单目、双目、多目相机及RGB-D相机 精度能够达到分米级 提取图像特征及测量深度，定位精度取决于算法 激光 单线束（二维）和多线束（三维）激光雷达 测量精度为厘米级 抗干扰能力强，不受光照变动影响；测量精度和角度分辨率高，定位精度与算法有关 其他 里程计（光电编码传感器）、角度传感器、磁场感应传感器等 里程计精度跟标定及轮胎打滑等因素有关；角度传感器精度可达秒级 里程计测量频率高，输出通常作为定位初值；角度传感器对设备运动模型进行约束，辅助定位;磁场传感器受地磁、温度变化和湿度变化等影响