“智能掘进理论与技术”专题（《煤炭学报》）

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“智能掘进理论与技术”专题（《煤炭学报》）

来源：煤炭学报

专题整理于2021年5月，为2018—2021年《煤炭学报》刊登的“智能掘进理论与技术”主题论文。

行业视野: 智能化
类别; 90个
关键词; 76位
专家; 19篇
论文; 36177IP
点击量; 17632次
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基于 TSOA 定位原理混合算法的掘进机位姿检测方法

作者(Author)：刘超, 符世琛, 成龙, 刘丹, 沈阳, 吴淼

摘要：为实现掘进机的位姿检测，提出了一种面向掘进机的混合算法的位姿检测方法。基于超宽带(Ultra-wideband) 测距和(Time Summation of Arrival，TSOA)定位原理，系统地推导了混合算法的计算过程，将间接法得到的定位点初始坐标代入Taylor级数展开法，循环迭代，通过混合算法得到了掘进机的坐标值，将坐标值代入姿态角解算公式得到了掘进机的姿态角。实际实验中需要其他测量方式的标定才可验证真值，且任何测量方式均有误差，因此基于MATLAB进行仿真分析研究规律。绘制了混合算法程序流程图，仿真对比了间接法和混合算法在15 m和90 m的定位点空间分布状态、三轴误差，以及2种算法在10~100 m的测量范围内定位点均方根误差和三轴均方根误差变化情况，分析了混合算法在15 m和90 m的姿态角精度，仿真结果表明:混合算法的定位性能优于间接法，精度高于间接法，姿态角误差可控制在0.008°以下。搭建了掘进机位姿检测系统实验平台，在模拟巷道中进行了实验验证，完整地采集了UWB测距的相关数据，在MATLAB中通过曲线拟合绘制了误差随距离变化的曲线图，得到了误差随测量距离变化的规律，实验结果表明:在3~94 m测量范围内，X轴误差可控制在4 cm以内，Y轴误差可达到毫米级，Z轴误差随测量距离增大而增大。为实现综掘装备的自主导控提供了理论基础。

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煤炭学报

2019年第04期

1523

554
面向掘进机的超宽带位姿协同检测方法

作者(Author)：符世琛, 成龙, 陈慎金, 王鹏江, 宗凯, 吴淼

摘要：为符合安全高效生产对掘进机作业的要求,提出了一种面向掘进机的超宽带位姿协同检测方法。依据TDOA(波达时间差)定位原理及P440模块的测距信息建立定位模型,利用协同定位算法得到定位点坐标的最终估计值。对比Chan算法与协同算法的定位点仿真分布,并分析协同算法的三轴定位精度。建立了空间全断面定位误差场,得出协同算法的空间定位精度变化规律。对机身定位点进行布局设计,解算得到掘进机的姿态角。结果表明:在90 m范围内,协同算法的Y轴定位误差基本上可以保持2 mm,而X轴、Z轴定位误差由0. 4至4 cm呈线性增加。随测量距离的增大,在巷道X-Y断面上,定位误差呈线性增加;在巷道X-Z断面上,定位误差的随机性增加。姿态角误差均由0. 2°至1. 5°呈线性增加,满足掘进机位姿检测精度的需求。

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煤炭学报

2018年第10期

1293

496
基于掘进机位姿测量系统的自主标定方法误差分析

作者(Author)：陈慎金, 成龙, 王鹏江, 李瑞, 刘丹, 吴淼

摘要：围绕在狭长综掘巷道中掘进机位姿激光测量系统位姿参数高精度自动测量的问题,首先系统介绍了位姿测量系统,研究了位姿测量系统测站移站后高精度自动全站仪自主标定原理。依据激光测量原理及掘进机工作特点,构建了全站仪移站后全站仪设站点坐标与定位棱镜坐标测量误差数学平差模型,并通过Matlab进行了不同标定距离、不同测量距离对悬臂式掘进机位姿参数测量误差影响规律的仿真分析。分析结果表明:掘进方向的位姿误差比较大,掘进机姿态角误差均随测量距离和标定距离的增加而增加,且测量距离对姿态角误差影响更明显;姿态角的最大测量误差为航向角,测量误差为0. 015 7°。从而验证了激光导向系统自主标定的可行性,并由此提出了一种相对最优的自主标定策略。完全满足目前煤矿综掘工作面对悬臂式掘进机位姿测量精度的要求。

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煤炭学报

2018年第09期

1200

557