Материалы

Исследование возможности снижения ошибок определения координат объектов в закрытых помещениях многочастотным методом

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:


Ж. К. Мендакулов, orcid.org/0000-0002-3818-404X, Satbayev University, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С. Мороси, orcid.org/0000-0002-0145-8406, Флорентийский Университет, г. Флоренция,  Итальянская Республика, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. Мартинелли, orcid.org/0000-0002-8509-5322, Флорентийский Университет, г. Флоренция,  Итальянская Республика, e-mail:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

К. Ж. Исабаев, orcid.org/0000-0001-5183-3668, Военно-инженерный институт радиоэлектроники и связи, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (1): 137 - 144

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-1/137



Abstract:



Цель.
Исследовать влияние условий LOS/NLOS на прохождение радиосигнала и возможность уменьшения интерференционных помех использованием многочастотного метода передачи и приема для задач определения местоположения в закрытых помещениях. Проверить отличие точности измерений при приеме сигнала на одной частоте от приема сигнала на четырех частотах, объединением результатов измерений отдельных частот в одно показание. Проверить влияние различных преград на прохождение сигнала.


Методика.
Самостоятельное проектирование СВЧ – генератора и BLE – маяков с возможностью установления частот вещания и настройки мощности передачи. Применение многочастотного метода передачи и ­приема.


Результаты.
Исследована возможность повышения точности позиционирования объектов в закрытых помещениях, включая шахтные выработки, за счёт использования многочастотных радиосигналов. Показано, что влияние многолучевого распространения радиосигналов от стен сооружений, от препятствий различного происхождения и связанную с ними интерференцию, можно ослабить, используя усреднённые значения затуханий на разных частотах. Использование маяков со многими частотами может дать новые возможности в решении вопроса о позиционировании объектов в закрытых помещениях.


Научная новизна.
В работе предлагается метод объединения результатов измерения отдельных частот в одно показание, что позволит уменьшить интерференционные помехи. Для уменьшения влияния помехи, вызванной на одной частоте, на общий уровень сигнала, предлагается многочастотный метод передачи и многочастотный метод приема.


Практическая значимость.
Полученные экспериментальные результаты могут быть использованы при развертывании систем позиционирования в закрытых помещениях, включая шахтные выработки.


Ключевые слова:
Bluetooth Low Energy – BLE, прямая видимость – LOS, вне прямой видимости – NLOS, индикатор уровня принимаемого сигнала – RSSI, маяк, микроволновая печь – генератор, анализатор спектра

References.


1. Minghao Si, Yunjia Wang, Shenglei Xu, Meng Sun, & Hongji Cao (2020). A Wi–Fi FTM – based indoor positioning method with LOS/NLOS identification. Applied Sciences, 10, 956. https://doi.org/10.3390/app10030956.

2. GOST P 55154–2012 Mining equipment. Multifunctional safety systems of coal mines. General technical requirements (2014). Moscow: Standartinform. Retrieved from https://docs.cntd.ru/document/1200103247.

3. Complex for positioning personnel and transport with an alert function for personnel “Argus-control” (n.d.). Retrieved from https://shaht.com.ua/argus.html.

4. Grachev, A. Yu., Novikov, A. V., Goffart, T. V., & Uru­sov, L. V. (2016). Multifunctional safety systems and personnel positioning in mines. Mining Industry, 2(126), 95-101.

5. Zhao, X., Xiao, Z., Markham, A., Trigoni, N., & Ren, Y. (2014). Does BTLE measure up against WiFi? A comparison of indoor location performance. European Wireless 2014. Retrieved from http://www.cs.ox.ac.uk/files/6679/06843088.pdf.

6.  Thrybom, L., Neander, J., Hansen, E., & Landernäs, K. (2015). Future challenges of positioning in underground mines. IFAC (International Federation of Automatic Control)-PapersOnLine, 48-10(2015), 222-226.

7. Baek, J., Choi, Yo., Lee, Ch., Suh, J., & Lee, Sh. (2017). BBUNS: Bluetooth beacon-based underground navigation system to support mine haulage operations. Minerals, 7, 228. https://doi.org/10.3390/min7110228.

8. Baek, J., & Choi, Yo. (2020). Smart glasses-based personnel proximity warning system for improving pedestrian safety in construction and mining sites. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17, 1422. https://doi.org/10.3390/ijerph17041422.

9. Jung, J., & Choi, Yo. (2017). Measuring transport time of mine equipment in an underground mine using a Bluetooth Beacon system. Minerals, 7, 1. https://doi.org/10.3390/min7010001.

10. Kim, S.-M., Choi, Yo., & Suh, J. (2020). Applications of the open-source hardware Arduino platform in the mining industry: a review. Applied Sciences, 10(14), 5018. https://doi.org/10.3390/app10145018.

11. Song, M., & Qian, J. (2020). Underground coal mine fingerprint positioning based on the MA-VAP method. Sensors, 20, 5401. https://doi.org/10.3390/s20185401.

12. Baek, J., & Choi, Yo. (2018). Bluetooth-Beacon-based underground proximity warning system for preventing collisions inside tunnels. Applied Sciences, 8, 2271. https://doi.org/10.3390/app8112271.

13. Voronov, R. V., Galov, A. S., Moschevikin, A. P., Voronova, A. M., & Stepkina, T. V. (2014). A method for localisation of a mobile unit in a mine. Modern problems of science and education, 4(155). Retrieved from http://www.science-education.ru/pdf/2014/4/13876.pdf.

14. Li, G., Geng, E., Ye, Zh., Xu, Yo., Lin, J., & Pang, Yu. (2018). Indoor positioning algorithm based on the improved RSSI distance model. Sensors, 18, 2820. https://doi.org/10.3390/s18092820.

15. Huang, B., Liu, J., Sun, W., & Yang, F. (2019). A robust indoor positioning method based on Bluetooth Low Energy with separate channel information. Sensors, 19, 3487. https://doi.org/10.3390/s19163487.

16. Tomic, S., Beko, M., Dinis, R., & Bernardo, L. (2018). On target localization using combined RSS and AoA measurements. Sensors, 18, 1266. https://doi.org/10.3390/s18041266.

17. Giuliano, R., Cardarilli, G. C., Cesarini, C., Di Nunzio, L., Fallucchi, F., Fazzolari, R., Mazzenga, F. ..., & Vizzarri, A. (2020). Indoor localization system based on Bluetooth Low Energy for museum applications. Electronics, 9, 1055. https://doi.org/10.3390/electronics9061055.

18. Pušnik, M., Galun, M., & Šumak, B. (2020). Improved Bluetooth Low Energy sensor detection for indoor localization services. Sensors, 20, 2336. https://doi.org/10.3390/s20082336.

19. Zhuang, Yu., Yang, J., Li, Yo., Qi, L., & El-Sheimy, N. (2016). Smartphone based Indoor Localization with Bluetooth Low Energy Beacons. Sensors, 16, 596. https://doi.org/10.3390/s16050596.

20. Zhao, X., Geng, S., & Coulibaly, B. M. (2013). Path-loss model including LOS-NLOS transition regions for indoor corridors at 5 GHz. IEEE Antennas and Propagation Magazine, 55(3). https://doi.org/10.1109/MAP.2013.6586668.

21. Zampella, F., Ruiz, A. R. J., & Granja, F. S. (2015). Indoor positioning using efficient map matching, RSS measurements, and an improved motion model. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 64, 1304-1317. https://doi.org/10.1109/TVT.2015.2391296.

22. Jo, H. J., & Kim, S. (2018). Indoor smartphone localization based on LOS and NLOS identification. Sensors, 18, 3987. https://doi.org/10.3390/s18113987.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3369996
Сегодня
За месяц
Всего
45
6648
3369996

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная