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一种煤矿井下双读卡器精确人员定位方法 

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申请/专利权人:中煤科工集团重庆研究院有限公司

摘要:本发明涉及一种煤矿井下双读卡器精确人员定位方法,属于无线定位领域,包括以下步骤:S1:对读卡器进行分组,每组由一个主读卡器和一个从读卡器组成,负责一个区域的定位;S2:主读卡器每次上电后随机延时一段时间后与从读卡器进行TOF测距;S3:将多次测距距离通过滤波处理后作为主从读卡器的间距;S4:标识卡发起测距帧时,在信号覆盖范围内的所有区域都接收测距帧,并分别计算出标识卡在各个定位区域的定位坐标;S5:结合各个区域接收测距帧的信号强度,判断出标识卡定位于哪个区域内,以及在该区域内的具体位置,同时判断出标识卡是否进行漫游。

主权项:1.一种煤矿井下双读卡器精确人员定位方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:对读卡器进行分组,每组由一个主读卡器和一个从读卡器组成,负责一个区域的定位;S2:主读卡器每次上电后随机延时一段时间后与从读卡器进行TOF测距;S3:将多次测距距离通过滤波处理后作为主从读卡器的间距;S4:标识卡发起测距帧时,在信号覆盖范围内的所有区域都接收测距帧,并分别计算出标识卡在各个定位区域的定位坐标;S5:结合各个区域接收测距帧的信号强度,判断出标识卡定位于哪个区域内,以及在该区域内的具体位置,同时判断出标识卡是否进行漫游;同一区域的主读卡器每隔一段时间发起同步帧,所述同步帧只有与之配对的从读卡器才能接收,同步帧发送间隔取值100ms~200ms,通过同步帧将该区域所有读卡器的UWB时钟进行同步,标识卡每随机间隔一段时间发起一次测距帧,区域的主从读卡器接收到测距帧后将测距帧接收时间戳、同步帧发送时间戳以及同步帧接收时间戳发送至中心站定位引擎进行标识卡定位坐标解算;所述读卡器由主控MCU、UWB模块、PA模块、MACPHY模块、FLASH、DCDC模块组成,所述主控MCU用于实现读卡器打卡功能以及与上位机中心站数据交互,所述MACPHY模块用于实现网络数据的交互;所述主控MCU控制UWB模块实现UWB收发功能,并通过外置PA模块实现UWB长距离数据传输,DCDC模块对输入电源进行降压处理以适配读卡器供电需求,并通过RS485总线采集本安电源的电源信息,FLASH中存储有读卡器相关功能的配置信息;主读卡器上电随机延时后通过TOF测距技术中的DS-TWR测距方法测量出主从读卡器间的间距S,然后主读卡器每间隔一段时间就会发起测距时间同步帧,同步帧发送间隔取值100ms~200ms之间,令SYNC1和SYNC2为相邻的两条时间同步帧,主读卡器每发送一条时间同步帧就记录发送时间戳,从读卡器每接收到一条时间同步帧也记录接收时间戳,T1A、T1B为主读卡器时间同步帧的发送时间戳,T2A、T2B为从读卡器的接收时间戳,当在两条时间同步帧中间有标识卡发出测距帧时,主从读卡器分别记录下测距帧的接收时间戳;ΔT12=T2C-T2A+T12-T1C-T1A1主读卡器与从读卡器的时间同步系数为:T1B-T1A=kT2B-T2A2时间同步后:ΔD12=ΔT12*c=T2C-T2A*k-T1C-T1A*c+S3式中:ΔT12表示Tag传播到主读卡器和从读卡器的时间差;ΔD12表示Tag传播到主读卡器和从读卡器的距离差;T12表示SYNC1从主读卡器传播到从读卡器的时间;S表示主读卡器与从读卡器之间的距离;T1A表示SYNC1从主读卡器发送时刻时间戳;T1B表示SYNC2从主读卡器发送时刻时间戳;T1C表示主读卡器接收Tag时刻时间戳;T2A表示从读卡器接收SYNC1时刻时间戳;T2B表示从读卡器接收SYNC2时刻时间戳;T2C表示从读卡器接收Tag时刻时间戳;c表示光速;k表示主读卡器r与从读卡器时钟同步系数。

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