基于惯性技术的掘进机组合定位方法研究_中国煤炭行业知识服务平台

基于惯性技术的掘进机组合定位方法研究

煤炭科学技术
网络首发时间：2024-08-27 14:32:50

作者

孙凌飞刘亚彭继国杨木易
单位

北斗天地股份有限公司山东科技大学山东省机器人与智能技术重点实验室山东能源集团设备管理中心
摘要

鉴于综掘工作面掘进机截割时工作周期长、振动幅度大等工况环境约束，单一惯性导航系统由于导航误差随时间累积的影响，很难在综掘流程中实现自主、实时、精准感知掘进机的姿态和位置。本文以惯性导航系统作为主系统，提出一种基于惯导系统与激光感知系统的掘进组合定位、定向方法。采用惯性导航系统获取掘进机实时姿态信息，并传至激光感知系统与其检测光点特征信息相结合，利用空间坐标变换求解位置信息，回传惯导系统进行位姿辅助校准，通过融合各检测子系统的优缺点以实现掘进机的位姿精准检测，有效克服了单一惯性导航系统检测数值漂移、系统可靠性差等问题。最后，通过地面模拟检测实验，和井下工业性试验，在不同工况下对检测系统的有效性和检测精度进行实验验证，结果表明：该组合定位系统横向偏移检测误差平均值小于10mm，纵向行进检测误差平均值小于20mm，能够满足不同工况下位姿检测的精度要求。将先进的信息融合技术引入煤矿开采科技，为煤巷综掘向无人化、智能化方向进一步发展提供理论指导和实践支撑。
关键词

惯性导航激光感知误差模型位姿检测
文章目录

0引言
1基于惯性技术的掘进机组合定位整体方案
1.1总体融合方案
1.2总体通讯方案
2基于惯性技术的掘进机组合定位方法研究
2.1常用坐标系与掘进机位姿参数类型
2.2基于光纤惯导的掘进机位姿监测
2.3基于激光感知的掘进机位置检测
2.3.1基于环扫激光的横向偏移距离检测
2.3.2基于激光雷达感知的行进距离检测
3基于惯性技术的掘进机组合定位系统设计
4基于惯性技术的掘进机组合定位检测实验
4.1模拟尘雾干扰实验测试
4.2基于惯性技术的掘进机组合定位地面模拟检测试验
5基于惯性技术的掘进机组合定位系统井下工业性试验
6结论
论文创新点：
引用格式

孙凌飞,刘亚,彭继国,等.基于惯性技术的掘进机组合定位方法研究[J/OL].煤炭科学技术,1-20[2024-08-27].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20240826.1811.001.html.