一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法及系统，应用于井下综采工作面采煤机的定位技术领域，包括：数据获取步骤、数据处理步骤、实时坐标计算步骤、实时坐标输出步骤。本发明专利技术所提出的定位方法及系统，既能够解决惯性导航定位累积误差的问题，又能够减小蓝牙AOA定位系统的测量误差，定位精度高、实时性强。时性强。时性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及井下综采工作面采煤机的定位
，尤其涉及一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法及系统。

技术介绍

[0002]高效、绿色、自动化开采是我国煤炭行业的发展方向，而采煤机的准确定位是综采工作面实现自动化开采的关键技术之一，它不仅可以为记忆截割、工作面校直提供采煤机的准确位置，还可以为工作面三机联动、自动化采煤提供参考依据。因此开发综采工作面采煤机高精度定位方法具有非常重要的现实意义。
[0003]现有的基于无线信号的采煤机定位技术有红外线、超声波、UWB等，然而这些无线定位技术均存在定位维度低或定位范围较小的缺点。公开号为CN111426315A公开了一种基于红外和编码器的采煤机定位装置，通过编码器输出的采煤机行进圈数和接收到红外信号的对应的液压支架的位置确定采煤机的位置，但是该装置只能满足一维空间内的定位要求。公开号为CN109931958B公开了一种利用UWB技术对采煤机“一刀一校准”的端头校准装备及方法。通过设置在沿着顺槽巷道移动的UWB基站，对采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法，其特征在于，包括以下步骤：数据获取步骤：获取惯性导航装置(1)的姿态角和加速度，以及蓝牙AOA定位系统(2)在采煤机(3)切割过程中测得的所述采煤机(3)在空间三轴方向上的第一位置坐标；数据处理步骤：所述姿态角和所述加速度通过计算得到所述采煤机(3)在空间三轴方向上的第二位置坐标，并将所述采煤机(3)在空间三轴方向上的第一位置坐标和所述采煤机(3)在空间三轴方向上的第二位置坐标输入卡尔曼滤波器中；实时坐标计算步骤：所述采煤机(3)在空间三轴方向上的所述第一位置坐标作为所述卡曼尔滤波器的观测量，所述采煤机(3)在空间三轴方向上的所述第二位置坐标作为所述卡曼尔滤波器的状态量，将所述观测量和所述状态量输入所述卡曼尔滤波器，得到所述采煤机(3)的实时坐标。2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法，其特征在于，在所述数据获取步骤中，所述蓝牙AOA定位系统(2)包括：蓝牙AOA主基站(21)、蓝牙AOA从基站(22)和蓝牙AOA标签(23)；其中，所述蓝牙AOA主基站(21)安装在进风巷道和回风巷道的超前液压支架上，所述蓝牙AOA从基站(22)安装在工作面液压支架(4)上，所述蓝牙AOA标签(23)安装在所述采煤机(3)的机身上；所述惯性导航装置(1)安装在所述采煤机(3)机身上。3.根据权利要求2所述的一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法，其特征在于，在所述实时坐标输出步骤之后还包括数据更新步骤，具体内容为：按照所述蓝牙AOA从基站(22)的工作面液压支架(4)在拉架动作完成后，实时更新移动后所述蓝牙AOA从基站(22)的三维坐标，并将更新后的坐标数据传输至所述数据获取步骤。4.根据权利要求3所述的一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法，其特征在于，在所述采煤机(3)割一刀煤的过程中，重复所述数据获取步骤～所述数据更新步骤。5.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙AOA的综采工作面采煤机定位方法，其特征在于，所述实时坐标计算步骤中，所述卡尔曼滤波器的状态方程建立方法如下：所述采煤机(3)在空间三轴方向上的第二位置坐标为(X
INS
,Y
INS
,Z
INS
)，以S
k
＝[X
INS Y
INS Z
INS
]
T
为状态量建立状态方程，状态方程如下：其中k代表当前时刻；A(k)为三阶单位矩阵；为三轴姿态角ψ、θ、构成的姿态转换矩阵；v
x
、v
y
、v
z
分别为上一时刻的三轴速度；a

【专利技术属性】
技术研发人员：宋单阳，宋建成，杨金衡，卢春贵，郑文强，王培恩，田慕琴，许春雨，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：