基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法技术

本申请提出了一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法，涉及矿用设备运行状态监测领域，具体方案为：首先通过激光测绘装置向目标标靶发射多条激光并确定所述多条激光对应的激光光斑坐标，其中，该激光光斑坐标是以激光测绘装置为中心确定的，然后通过目标标靶的反射进一步计算反射光线对应的各个激光坐标，该各个激光坐标是基于世界坐标系确定的，然后根据各个目标激光点的局域坐标和世界坐标信息计算激光测绘装置的位姿，进而根据该位姿确定掘进机的位姿调整量，进行纠编。由此，可以基于局域坐标和世界坐标准确解算激光测绘装置的位姿，进而确定掘进机位姿的调整量，从而可以可靠、准确的调整掘进机位姿。准确的调整掘进机位姿。准确的调整掘进机位姿。

【技术实现步骤摘要】
基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法


[0001]本申请涉及矿用设备运行状态监测领域，具体涉及一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]智能化开采已成为煤炭行业发展的首选，全无人化成为整个行业努力的目标。巷道掘进是煤炭开采的重要环节，掘进质量的好坏直接决定着煤炭安全及生产效率，掘进机作为掘进核心装备之一，在综掘过程中能否智能化、高效精准完成任务将是掘进质量关键一步。在综掘过程时，为实现定向掘进，需在巷道内标示掘进方向，从而为掘进机司机的截割作业提供指向依据。
[0003]然而，传统方式大多是人工操作调整掘进方向，比如通过目测激光指向仪打出的激光光斑方式来控制截割头的截割，操作繁琐，且无法保证调整后的位姿精度，易受井下工作面光场复杂不稳定、粉尘、雾气等多方面影响，导致掘进机出现运行位姿误差时不能及时有效调整，容易出现超挖，欠挖现象。因此，如何对掘进机位姿进行及时准确的调整，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法、装置、设备及存储介质，从而可以基于两个坐标系的坐标计算激光测绘装置的位姿，进而确定掘进机位姿的偏差，可以自动、准确的调整掘进机位姿，不仅操作简单，实行便捷，还可以降低测量成本。
[0005]根据本申请的第一方面，提供了一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法，包括：
[0006]控制激光测绘装置向激光标靶发射多束激光，以形成多个光斑；/>[0007]确定所述多个光斑在第一坐标系中的各个第一坐标，其中，所述第一坐标系以所述激光测绘装置为中心点；
[0008]确定所述多个光斑在第二坐标系中的各个第二坐标，其中，所述第二坐标系以所述激光标靶为中心；
[0009]根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述激光测绘装置的位姿；
[0010]根据所述激光测绘装置的位姿，计算掘进机位姿的偏差；
[0011]根据所述偏差，对所述掘进机的位姿进行调节。
[0012]根据本申请的第二方面，提供了一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏装置，包括：
[0013]控制模块，用于控制激光测绘装置向激光标靶发射多束激光，以形成多个光斑；
[0014]第一确定模块，用于确定所述多个光斑在第一坐标系中的各个第一坐标，其中，所述第一坐标系以所述激光测绘装置为中心点；
[0015]第二确定模块，用于确定所述多个光斑在第二坐标系中的各个第二坐标，其中，所述第二坐标系以所述激光标靶为中心；
[0016]第一计算模块，用于根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述激光测绘装置的位姿；
[0017]第二计算模块，用于根据所述激光测绘装置的位姿，计算掘进机位姿的偏差；
[0018]调节模块，用于根据所述偏差，对所述掘进机的位姿进行调节。
[0019]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0020]附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
[0021]图1是根据本申请第一实施例的示意图；
[0022]图2是根据本申请第二实施例的示意图；
[0023]图3是用来实现本申请实施例的基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏装置的结构框图；
[0024]图4是可以实现本申请实施例的电子设备的结构框图；
[0025]图5提出了一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法的模型示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
[0027]下面以由本申请提供的基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏装置来执行本申请提供的一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法，而不作为对本申请的限定，以下简称为“装置”。
[0028]下面结合参考附图对本申请提供的基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法、装置、计算机设备及存储介质进行详细描述。
[0029]图1是根据本申请一实施例的一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法的流程示意图。
[0030]如图1所示，该基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法可以包括以下步骤：
[0031]步骤101，控制激光测绘装置向激光标靶发射多束激光，以形成多个光斑。
[0032]其中，激光测绘装置可以为激光测距仪，或者，还可以为在向激光标靶发射多条激光之后，可以由激光接收组件接收到从激光标靶上反射的多条激光，且在激光标靶上可以
具有多个激光光斑。
[0033]需要说明的是，激光测绘装置固定安装在掘进机上，并垂直于掘进机，用于向激光标靶发送激光并计算激光形成的第一坐标。具体的，可以将激光测绘装置安装在掘进机的后侧，比如可以为掘进机上距离巷道的初始位置较远的位置。可以将激光标靶固定安装在巷道的初始位置，因而可以使得激光接收组件在接收反射的激光的时候可以避免受到掘进机工作面光场复杂不稳定、粉尘、雾气等多方面影响，进而能够为之后精准确定掘进机的位姿偏差排除干扰。
[0034]其中，激光标靶可以包括激光靶板以及布置在激光靶板周围的部件。通过在激光标靶上安装激光接收组件，比如激光接收器，从而可以根据空间大地坐标系计算多个光斑的坐标。
[0035]需要说明的是，激光的个数可以为三束，或者更多，在此不进行限定。
[0036]步骤102，确定多个光斑在第一坐标系中的各个第一坐标，其中，第一坐标系以激光测绘装置为中心点。
[0037]需要说明的是，第一坐标系可以为以激光测绘装置为中心点，建立的局域坐标系。其中，可以以激光测绘装置的几何中心作为中心点，或者也可以为以预设的点作为中心点，建立第一坐标系。
[0038]其中，第一坐标系中的各个坐标可以是指相对于激光测绘装置的各个坐标。在将多束激光发射到激光标靶之后，可以由激光测绘装置测量激光的发射距离以及到激光标靶所用的时间。另外，还可以在激光测绘模块上安装双轴倾角仪等测量装置。因而，可以通过结合该多束激光的各个测量数据确定当前多个光斑在第一坐标系的各个坐标。
[0039]步骤103，确定多个光斑在第二坐标系中的各个第二坐标，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏方法，其特征在于，包括：控制激光测绘装置向激光标靶发射多束激光，以形成多个光斑；确定所述多个光斑在第一坐标系中的各个第一坐标，其中，所述第一坐标系以所述激光测绘装置为中心点；确定所述多个光斑在第二坐标系中的各个第二坐标，其中，所述第二坐标系以所述激光标靶为中心；根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述激光测绘装置的位姿；根据所述激光测绘装置的位姿，计算掘进机位姿的偏差；根据所述偏差，对所述掘进机的位姿进行调节。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述多个光斑在第二坐标系中的各个第二坐标，包括：确定激光标靶反射的所述多束激光的反射角度；获取激光接收组件的距离测量数据，其中，所述激光接收组件固定安装在所述激光标靶之上；根据所述反射角度和所述距离测量数据，确定所述多个光斑在所述第二坐标系的各个第二坐标。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光测绘装置固定安装在掘进机上，并垂直于掘进机，用于向所述激光标靶发送激光并计算所述激光形成的第一坐标。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射角度和所述距离测量数据，确定所述多个光斑在所述第二坐标系的各个第二坐标，包括：将所述反射角度和所述距离测量数据传送给处理器，以使所述处理器基于三角函数关系确定所述多个光斑在所述第二坐标系的各个第二坐标。5.一种基于移动激光与标靶协作的掘进机位姿纠偏装置，其特征在于，包括：控制模块，用于控制激光测绘装置向激光标靶发射多束激光，以形成多个光斑；第一确定模块，用于确定所述多个光斑在第一坐标系中的各个第一坐标，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鹏远，程健，王凯，闫鹏鹏，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：发明
国别省市：