里程计脉冲当量标定方法及装置、电子设备、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤矿开采领域，公开了一种里程计脉冲当量标定方法及装置、电子设备、存储介质，该方法应用于定位系统，该定位系统包括车辆、部署在车辆上的惯导以及部署在车辆的车轮上的里程计，该方法包括：获取采样周期内里程计的脉冲数量；利用脉冲数量和车辆的车轮半径计算里程计的脉冲当量值；基于通过里程计计算得到车辆的第一路程信息与通过惯导计算得到车辆的第二路程信息构建里程计和惯导之间的路程误差模型；利用最小二乘法原理和路程误差模型对所述脉冲当量值进行标定。通过本发明专利技术，解决了相关技术中基于惯导里程计组合系统定位车辆方案因无法对里程计当量进行标定，导致对车辆定位不准确的技术问题。对车辆定位不准确的技术问题。对车辆定位不准确的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
里程计脉冲当量标定方法及装置、电子设备、存储介质


[0001]本专利技术涉及煤矿开采领域，具体而言，涉及一种里程计脉冲当量标定方法及装置、电子设备、存储介质。

技术介绍

[0002]里程计一种安装在车轮轴上的角度传感器，其输出的角度以脉冲数或脉冲转化为数字通信的形式给出，在车轮半径已知的情况下，根据里程计输出的脉冲数即可计算出车辆行驶的路程，惯性导航与采煤机里程计组合应用能够实现煤矿井下的车辆定位，应用十分广泛，比如，惯性导航与采煤机里程计结合实现采煤机定位，惯导与采煤机里程计结合的基础上实现综采工作面找直，以及编码器与惯性设备紧耦合实现厘米级精确定位。然而，这些应用中都是提前获得里程计当量的粗略值再应用的，无法准确地反映车辆作业过程中的标定结果。
[0003]针对上述相关技术中存在的技术问题，目前没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种里程计脉冲当量标定方法及装置、电子设备、存储介质，以至少解决相关技术中基于惯导里程计组合系统定位车辆方案因无法对里程计当量进行标定，导致对车辆定位不准确的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种里程计脉冲当量标定方法，应用于定位系统，所述定位系统包括车辆、部署在所述车辆上的惯性导航系统以及部署在所述车辆的车轮上的里程计，所述里程计脉冲当量标定方法包括：获取采样周期内所述里程计的脉冲数量；利用所述脉冲数量和所述车辆的车轮半径计算所述里程计对应的脉冲当量值；基于通过所述里程计计算得到所述车辆的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到所述车辆的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型；利用最小二乘法原理和所述路程误差模型对所述脉冲当量值进行标定。
[0006]可选的，在基于通过所述里程计计算得到所述车辆的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到所述车辆的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型之前，所述方法还包括：构建地理坐标系e以及所述车辆相对地球的导航坐标系n；其中，所述地理坐标系为以地心为圆心、地心与经度为零的点的连线为x
e
轴、地心与纬度为零的点的连线为y
e
轴及地心与北极点连线为z
e
轴的右手直角坐标系，所述导航坐标系n为以所述惯性导航系统的形心为圆心、水平向东为x
n
轴及水平向北为y
n
轴的右手直角坐标系。
[0007]可选的，所述基于通过所述里程计计算得到所述车辆的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到所述车辆的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型包括：利用所述脉冲当量值和所述里程计的路程测量模型计算所述第一路程信息；根据所述第一路程信息和所述脉冲当量值计算所述里程计对应的第一角速度信
息；利用所述第一角速度信息、地球自转角速度信息和所述车辆的角速度信息构建所述惯性导航系统的位置姿态微分模型；对所述位置姿态微分模型进行积分计算，得到所述第二路程信息；通过计算所述第一路程信息和所述第二路程信息之间的差，生成所述路程误差模型。
[0008]可选的，所述根据所述第一路程信息和所述脉冲当量值计算所述里程计对应的第一角速度信息包括：根据所述第一路程信息、所述脉冲当量值、所述采样周期、所述车辆的姿态四元数计算所述里程计对应的速度信息；利用所述速度信息、所述车辆对应的地理纬度信息、所述车辆对应的所述海拔高度信息、所述车辆对应的子午圈曲率半径及所述车辆对应的卯酉圈曲率半径，计算所述第一角速度信息。
[0009]可选的，所述利用所述第一角速度信息、地球自转角速度信息和所述车辆的角速度信息构建所述惯性导航系统的位置姿态微分模型包括：根据所述第一角度信息、地球自转角速度信息和所述车辆的角速度信息构建所述惯性导航系统的姿态角微分模型；利用所述姿态角测量模型基于所述惯性导航系统的加速度计输出及重力加速度构建所述惯性导航系统的速度微分模型；根据所述惯性导航系统的速度微分模型、所述车辆对应的地理纬度信息、所述车辆对应的所述海拔高度信息、所述车辆对应的子午圈曲率半径及所述车辆对应的卯酉圈曲率半径构建所述位置姿态微分模型。
[0010]可选的，所述对所述位置姿态微分模型进行积分计算，得到所述第二路程信息包括：对所述位置姿态微分模型进行积分计算，得到所述车辆的位置信息，其中，所述位置信息包括维度信息、经度信息和高度信息；利用所述维度信息、经度信息和高度信息计算所述惯性导航系统对应的第二路程信息。
[0011]可选的，所述利用最小二乘法原理和所述路程误差模型对所述脉冲当量值进行标定包括：采集多个采样时刻对应的多个脉冲当量误差值构建所述里程计的脉冲当量误差模型；其中，所述脉冲当量误差模型是由所述惯性导航系统的加速度计零位误差和所述多个脉冲当量误差值构建的矩阵方程；当所述车辆为非匀加速运动时，利用最小二乘法原理处理所述路程误差模型，得到所述里程计的脉冲当量误差值；利用所述脉冲当量误差值对所述脉冲当量值进行标定。
[0012]第二方面，本专利技术提供了一种里程计脉冲当量标定装置，应用于定位系统，所述定位系统包括车辆、部署在所述车辆上的惯性导航系统以及部署在所述车辆的车轮上的里程计，所述装置包括：获取模块，用于获取采样周期内所述里程计的脉冲数量；计算模块，用于利用所述脉冲数量和所述车辆的车轮半径计算所述里程计对应的脉冲当量值；第一构建模块，用于基于通过所述里程计计算得到的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型；标定模块，用于利用最小二乘法原理和所述路程误差模型对所述脉冲当量值进行标定。
[0013]可选的，所述装置还包括：第二构建模块，用于在所述第一构建模块基于通过所述里程计计算得到所述车辆的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到所述车辆的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型之前，构建地理坐标系e以及所述车辆相对地球的导航坐标系n；其中，所述地理坐标系为以地心为圆心、地心与经度为零的点的连线为x
e
轴、地心与纬度为零的点的连线为y
e
轴及地心与北极点连线为z
e
轴的右手直角坐标系，所述导航坐标系n为以所述惯性导航系统的形心为圆心、水平向东
为x
n
轴及水平向北为y
n
轴的右手直角坐标系。
[0014]可选的，所述第一构建模块包括：第一计算单元，用于利用所述脉冲当量值和所述里程计的路程测量模型计算所述第一路程信息；第二计算单元，用于根据所述第一路程信息和所述脉冲当量值计算所述里程计对应的第一角速度信息；第一构建单元，用于利用所述第一角速度信息、地球自转角速度信息和所述车辆的角速度信息构建所述惯性导航系统的位置姿态微分模型；第三计算单元，用于对所述位置姿态微分模型进行积分计算，得到所述第二路程信息；第四计算单元，用于通过计算所述第一路程信息和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种里程计脉冲当量标定方法，其特征在于，应用于定位系统，所述定位系统包括车辆、部署在所述车辆上的惯性导航系统以及部署在所述车辆的车轮上的里程计，所述里程计脉冲当量标定方法包括：获取采样周期内所述里程计的脉冲数量；利用所述脉冲数量和所述车辆的车轮半径计算所述里程计对应的脉冲当量值；基于通过所述里程计计算得到所述车辆的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到所述车辆的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型；利用最小二乘法原理和所述路程误差模型对所述脉冲当量值进行标定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于通过所述里程计计算得到所述车辆的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到所述车辆的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型之前，所述方法还包括：构建地理坐标系e以及所述车辆相对地球的导航坐标系n；其中，所述地理坐标系为以地心为圆心、地心与经度为零的点的连线为x
e
轴、地心与纬度为零的点的连线为y
e
轴及地心与北极点连线为z
e
轴的右手直角坐标系，所述导航坐标系n为以所述惯性导航系统的形心为圆心、水平向东为x
n
轴及水平向北为y
n
轴的右手直角坐标系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于通过所述里程计计算得到所述车辆的第一路程信息与通过所述惯性导航系统计算得到所述车辆的第二路程信息构建所述里程计和所述惯性导航系统之间的路程误差模型包括：利用所述脉冲当量值和所述里程计的路程测量模型计算所述第一路程信息；根据所述第一路程信息和所述脉冲当量值计算所述里程计对应的第一角速度信息；利用所述第一角速度信息、地球自转角速度信息和所述车辆的角速度信息构建所述惯性导航系统的位置姿态微分模型；对所述位置姿态微分模型进行积分计算，得到所述第二路程信息；通过计算所述第一路程信息和所述第二路程信息之间的差，生成所述路程误差模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一路程信息和所述脉冲当量值计算所述里程计对应的第一角速度信息包括：根据所述第一路程信息、所述脉冲当量值、所述采样周期、所述车辆的姿态四元数计算所述里程计对应的速度信息；利用所述速度信息、所述车辆对应的地理纬度信息、所述车辆对应的所述海拔高度信息、所述车辆对应的子午圈曲率半径及所述车辆对应的卯酉圈曲率半径，计算所述第一角速度信息。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王化雨，
申请(专利权)人：三一智矿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：