一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法及系统，能够解决采煤机的精确自主定位问题。该方法包括：构建采煤机三维模型和采煤机动态补偿模型；接收高精度惯导设备采集的机身三维位置信息和定位模块采集的截割机构二维位置信息；将机身三维位置信息输入采煤机三维模型得到截割机构虚拟位置信息；将二维位置信息和截割机构虚拟位置信息输入采煤机动态补偿模型得到截割机构的实时状态参数和虚拟状态参数；基于实时状态参数和虚拟状态参数的差值调整采煤机三维模型，在采煤机三维模型中得到采煤机三维定位信息。该系统基于上述的方法。本公开利用截割机构的位置信息补偿高精度惯导模块的定位误差，实现采煤机在煤层环境中的实时定位。层环境中的实时定位。层环境中的实时定位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及三维定位领域，尤其涉及一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法及系统。

技术介绍

[0002]采煤机自主定位是实现智能化无人采煤系统的关键技术之一。煤炭生产时，综采工作面粉尘量巨大，无法使用激光定位技术；受采煤工艺限制，也无法采用GPS、北斗等卫星定位技术，因此，目前采煤机自主定位的设计方案大多采用高精度惯导模块。
[0003]高精度惯导模块是一种不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航模块，具有隐蔽性好，可在空中、地下、水下等各种复杂环境下工作。常用的高精度惯导模块包括多个陀螺、多个线加速度计和微型计算机，陀螺和加速度计分别用来测量采煤机的角运动信息和线运动信息，微型计算机根据这些测量信息解算出采煤机的方向、姿态、速度和位置。
[0004]然而，仅依赖高精度惯导模块无法实现采煤机的精确自主定位。例如：采煤机的截割机构(例如截齿部)为了形成所要求的截割断面形状，需要实时调整截割机构的位置，采煤机的装载机构(例如装载部)需实时匹配截割机构的位置，以便本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法，其特征在于，包括：构建采煤机三维模型和采煤机动态补偿模型；接收高精度惯导设备实时采集的机身三维位置信息和定位模块实时采集的截割机构二维位置信息；将所述机身三维位置信息输入所述采煤机三维模型得到截割机构虚拟位置信息；将所述二维位置信息和所述截割机构虚拟位置信息输入所述采煤机动态补偿模型，得到截割机构的实时状态参数和虚拟状态参数；基于实时状态参数和虚拟状态参数的差值调整所述采煤机三维模型，在所述采煤机三维模型中得到采煤机三维定位信息。2.根据权利要求1所述的采煤机三维定位方法，其特征在于，构建所述采煤机三维模型，包括：获取采煤机周围的三维环境数据；基于所述三维环境数据，提取采煤机周围的参照物轮廓；将所述参照物轮廓与预先采集的煤层信息和巷道信息进行匹配；根据匹配结果构建采煤机三维模型。3.根据权利要求1所述的采煤机三维定位方法，其特征在于，构建所述采煤机动态补偿模型，包括：基于非线性系统构建定量补偿模型；收集采煤机至少三个维度的补偿数据和非补偿数据，人工标记并机器扩展所述补偿数据，得到扩展补偿参数；基于扩展补偿参数训练定量补偿模型；利用补偿数据和非补偿数据验证定量补偿模型。4.根据权利要求1所述的采煤机三维定位方法，其特征在于，接收高精度惯导设备实时采集的机身三维位置信息，包括：在采煤机的机身安装高精度惯导设备；高精度惯导设备实时采集机身的机身三维位置信息；高精度惯导设备把机身三维位置信息通过通讯模块发送给服务器；服务器接收所述机身三维位置信息。5.根据权利要求1所述的采煤机三维定位方法，其特征在于，接收定位模块实时采集的截割机构二维位置信息，包括：在采煤机上基于高精度惯导设备选取参考点，以参考点为坐标点构建坐标；在采煤机的截割机构上选取或增设若干定位点；实时监控若干定位点，基于坐标确定若干定位点的实时坐标点；所有实时坐标点连线形成截割机构的实时轮廓；定位模块根据所述实时轮廓确定截割机构二维位置信息。6.根据权利要求1所述的采煤机三维定位方法，其特征在于，所述将所述机身三维位置信息输入所述采煤机三维模型得到截割机构虚拟位置信息，包括：将机身三维位...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建，彭继国，张钺，
申请(专利权)人：北斗天地股份有限公司，
类型：发明
国别省市：