The invention discloses a shearer attitude detection system and method based on binocular vision and inertial navigation, including strapdown inertial navigation system, laser target, camera and laser pointer. The laser pointer is located on the working face of coal mining, and the laser pointer emits cross laser on the laser target, using two camera pairs. Laser target is photographed in real time, and cross laser points on target are tracked based on binocular vision principle. Polar line constraint algorithm based on sequence consistency is used to stereo match the marking points, and the three-dimensional coordinates of the marking points are obtained. The attitude of shearer is calculated in real time. Then it is extracted by strapdown inertial navigation system. The real-time angular velocity and acceleration of the fuselage of the shearer are calculated, and the real-time attitude angle of the shearer is calculated. The Kalman filter is used to realize the fusion of inertial navigation and visual information so as to obtain the precise attitude angle of the shearer. The invention can effectively reduce the error of measuring the attitude angle of the shearer and improve the correction effect of the attitude positioning error of the shearer.
【技术实现步骤摘要】
基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统及方法
本专利技术涉及一种采煤机姿态检测系统及方法,具体是一种基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统及方法。
技术介绍
为了实现采矿“三机”的联动,对采煤机的空间位置及姿态进行准确检测,即对采煤机进行空间动态定位具有重要意义。为了实现采煤机位置及姿态检测,有学者提出了采煤机惯性导航定位方法。捷联惯性导航系统是指将陀螺仪和加速度计直接固定在运载体上,利用陀螺仪和加速度计等惯性敏感器件对运行载体三轴角速度和三轴加速度信息进行实时测量,结合运行载体初始惯性信息,通过高速积分获得运动载体的姿态、速度及位置等导航信息。捷联惯性导航系统在工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰破坏,是一种自主式导航系统,具有数据更新率高、数据全面以及短时定位精度高等优点。但同时,对于纯捷联惯性导航系统,也存在着一定的问题,由于采煤机的姿态信息需要进行积分得到,使其具有短时间精度高,但长时间累积会发散的特点,因此在实际系统长时间运行过程中如无法对其累积的误差进行校正,则无法满足采煤机精确定位的要求。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题,本专利技术提供一种基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统及方法,能有效减小测量采煤机姿态角的误差,提高对采煤机姿态定位误差的修正效果。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统,包括防爆箱、固定支架、摄像头、激光标靶、激光指向仪、捷联惯性导航系统、处理器和供电电源;所述防爆箱和激光标靶固定安装在采煤机机身上,捷联惯性导航系统和处理器安装在防 ...
【技术保护点】
1.一种基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统,其特征在于,包括防爆箱(2)、固定支架(4)、摄像头(5)、激光标靶(6)、激光指向仪(7)、捷联惯性导航系统(8)、处理器(9)和供电电源(10);所述防爆箱(2)和激光标靶(6)固定安装在采煤机(1)机身上,捷联惯性导航系统(8)和处理器(9)安装在防爆箱(2)中,摄像头(5)通过固定支架(4)固定在液压支架(3)上,所述摄像头为两个,激光指向仪(7)位于采煤工作面上,激光指向仪(7)发射十字激光,十字激光照射在激光标靶(6)表面,两个摄像头(5)的拍摄方向朝着激光标靶(6),用于采集激光标靶(6)的图像。
【技术特征摘要】
1.一种基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统,其特征在于,包括防爆箱(2)、固定支架(4)、摄像头(5)、激光标靶(6)、激光指向仪(7)、捷联惯性导航系统(8)、处理器(9)和供电电源(10);所述防爆箱(2)和激光标靶(6)固定安装在采煤机(1)机身上,捷联惯性导航系统(8)和处理器(9)安装在防爆箱(2)中,摄像头(5)通过固定支架(4)固定在液压支架(3)上,所述摄像头为两个,激光指向仪(7)位于采煤工作面上,激光指向仪(7)发射十字激光,十字激光照射在激光标靶(6)表面,两个摄像头(5)的拍摄方向朝着激光标靶(6),用于采集激光标靶(6)的图像。2.根据权利要求1所述的基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统,其特征在于,所述的处理器(9)包括微处理单元模块、通信模块、报警模块、数据存储模块及隔离电路,微处理单元模块分别与通信模块、报警模块、数据存储模块及隔离电路相连。3.根据权利要求2所述的基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统,其特征在于,所述处理器(9)中微处理单元模块是DSP芯片。4.根据权利要求2所述的基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统,其特征在于,所述的供电电源(10)采用12V直流锂电池。5.根据权利要求2所述的基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统,其特征在于,所述摄像头(5)与固定支架(4)为铰接。6.一种利用权利要求1所述基于双目视觉及惯性导航的采煤机姿态检测系统的方法,其特征在于,具体步骤为:A、激光指向仪(7)发射十字激光...
【专利技术属性】
技术研发人员:李威,陈宇鸣,王禹桥,杨雪锋,范孟豹,鞠锦勇,路恩,盛连超,王超,夏婷,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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