采煤机惯性导航精度测评系统及测评方法、移动载体技术方案

本发明专利技术涉及采煤机惯性导航精度测评系统及测评方法、移动载体。惯性导航精度测评系统包括：移动载体，待测的惯性导航设置在移动载体上，并且还设置有标杆组合导航系统以及用于控制移动载体的启停和速度的电控箱；轨道用以模拟采煤机的运行轨迹，移动载体能够在轨道的两端之间沿轨道往复运行；上位机用于接收和处理来自惯性导航的第一测量数据以及来自标杆组合导航系统的第二测量数据，并且，基于第一测量数据生成移动载体的第一运行轨迹作为待测数据，基于第二测量数据生成移动载体的第二运行轨迹作为基准数据，评估惯性导航的精度。本发明专利技术可以实现惯性导航的长时间在井下慢速反复测试、重复验证，使测评数据更精确、可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
采煤机惯性导航精度测评系统及测评方法、移动载体


[0001]本专利技术涉及惯性导航
，具体地，本专利技术涉及采煤机惯性导航精度测评系统及测评方法、移动载体。

技术介绍

[0002]惯性导航技术是无源导航，导航设备不需要向外界发射任何信号，也不需要实时接收外界信号，只需要给导航系统提供一次初始的位置，导航系统就可以在任何外界环境下(比如振动、冲击、湿热、雾气、粉尘等)连续测量的位置和姿态，无惧地形的起伏和倾斜，并根据需要按照要求进行信息输出。
[0003]惯性导航系统以其可以提供导航信息的全面性和自主性，使其在生产作业环境非常恶劣的矿井中采煤机定位上的应用成为可能。采煤机在井下作业需要铺设轨道，在实际采煤过程中，采煤机采煤时进刀需要一定的角度，因此需要对轨道进行调整，但实际的调整会有误差。由于采煤的工作面很长，该误差会不断累积，使得轨道弯曲不平。采煤机惯性导航通过测算采煤机的运行轨迹，能够反推实际轨道的曲线，从而对轨道进行补偿，以维持轨道的在可接受的范围内保持动态平衡。
[0004]因此，采煤机惯性导航的精度对于煤矿的开采显得尤为重要。目前现有的惯性导航的精度测评中，如授权公告号为CN108896042B、授权公告日为2021年6月29日的中国专利技术专利，将测试设备带坐标的步行结果信息与采用RTK
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GNSS(实时动态测量
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全球导航卫星系统)的定位设备的步行结果信息进行对比，得出误差统计。在实际煤矿井下进行采煤机惯性导航精度测评时，无法接收GNSS信号，从而无法对RTK
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GNSS进行定位，因此在煤矿井下环境中无法采用RTK
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GNSS对惯性导航的精度进行测评。
[0005]因此，亟需一种能够在煤矿井下进行采煤机惯性导航的精度测评的测评系统及测评方法、移动载体。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了采煤机惯性导航精度测评系统及测评方法、移动载体，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其它方面的问题中的一个或多个。
[0007]为了实现前述目的，本专利技术的第一方面提供了一种采煤机惯性导航精度测评系统，其中，所述惯性导航精度测评系统包括：
[0008]移动载体，待测的惯性导航设置在所述移动载体上，并且在所述移动载体上还设置有标杆组合导航系统以及用于控制所述移动载体的启停和速度的电控箱；
[0009]固定的轨道，所述轨道用以模拟采煤机的运行轨迹，所述移动载体能够在所述轨道的两端之间沿所述轨道往复运行；以及
[0010]上位机，所述上位机用于接收和处理来自所述惯性导航的第一测量数据以及来自所述标杆组合导航系统的第二测量数据，并且，基于所述第一测量数据生成所述移动载体的第一运行轨迹作为待测数据，基于所述第二测量数据生成所述移动载体的第二运行轨迹
作为基准数据，并且基于所述待测数据和所述基准数据评估所述惯性导航的精度。
[0011]在如前所述的惯性导航精度测评系统中，可选地，所述上位机设置在所述移动载体上或者相对于所述移动载体远程设置。
[0012]在如前所述的惯性导航精度测评系统中，可选地，所述标杆组合导航系统叠置在所述惯性导航上。
[0013]在如前所述的惯性导航精度测评系统中，可选地，所述惯性导航的位置贴近所述轨道。
[0014]在如前所述的惯性导航精度测评系统中，可选地，所述移动载体具有前轮、后轮及载体平台，所述前轮和后轮能够沿所述轨道行进并且分别位于所述载体平台的前后两端处，所述载体平台紧邻地凹入在所述前轮和所述后轮之间，并且所述惯性导航设置在所述载体平台上。
[0015]在如前所述的惯性导航精度测评系统中，可选地，所述轨道的两端处均设置有限位装置，在所述移动载体上设置有限位开关，当所述移动载体运行到所述轨道的两端时，所述限位装置触发所述限位开关从而触发所述电控箱停止所述移动载体或者使所述移动载体反向移动。
[0016]为了实现前述目的，本专利技术的第二方面提供了一种移动载体，其特征在于，所述移动载体用于采煤机惯性导航精度测评系统，所述惯性导航精度测评系统包括：
[0017]所述移动载体、待测的惯性导航以及标杆组合导航系统；
[0018]固定的轨道，所述轨道用以模拟采煤机的运行轨迹，所述移动载体能够在所述轨道的两端之间沿所述轨道往复运行；
[0019]上位机，所述上位机用于接收和处理来自所述惯性导航的第一测量数据以及来自所述标杆组合导航系统的第二测量数据，并且基于所述第一测量数据生成所述移动载体的第一运行轨迹作为待测数据，基于所述第二测量数据生成所述移动载体的第二运行轨迹作为基准数据，并且基于所述待测数据和所述基准数据评估所述惯性导航的精度
[0020]其中，所述惯性导航和所述标杆组合导航系统设置在所述移动载体上，并且在所述移动载体上还设置有用于控制所述移动载体的启停和速度的电控箱。
[0021]在如前所述的移动载体中，可选地，所述移动载体上还设置有所述上位机。
[0022]在如前所述的移动载体中，可选地，所述移动载体具有前轮、后轮及载体平台，所述前轮和后轮能够沿所述轨道行进并且分别位于所述载体平台的前后两端处，所述载体平台紧邻地凹入在所述前轮和所述后轮之间，并且所述惯性导航设置在所述载体平台上，使得所述惯性导航的位置始终贴近所述轨道。
[0023]为了实现前述目的，本专利技术的第三方面提供了一种采煤机惯性导航精度测评方法，其中，所述惯性导航测评方法包括以下步骤：
[0024]步骤A：设置移动载体及固定的轨道，所述移动载体能够在所述轨道的两端之间沿所述轨道往复运行，在所述移动载体上装载有待测的惯性导航和标杆组合导航系统，所述轨道用于模拟采煤机的运行轨迹；
[0025]步骤B：所述移动载体上电，并且所述惯性导航和所述标杆组合导航系统在静止状态同时进行初始对准解算；
[0026]步骤C：启动所述移动载体在所述轨道的两端之间沿所述轨道往复运行，同时记录
所述惯性导航的第一测量数据与所述标杆组合导航系统的第二测量数据；
[0027]步骤D：基于所述第一测量数据生成所述移动载体的第一运行轨迹作为待测数据，基于所述第二测量数据生成所述移动载体的第二运行轨迹作为基准数据，并且基于所述待测数据和所述基准数据评估所述惯性导航的精度。
[0028]在如前所述的惯性导航精度测评方法中，可选地，所述移动载体的运行速度在3米每分钟至20米每分钟之间，每次测试的时间周期在6至8小时之间。
[0029]在如前所述的惯性导航精度测评方法中，可选地，所述惯性导航始终贴近所述轨道设置于所述移动载体。
[0030]在如前所述的惯性导航精度测评方法中，可选地，所述移动载体具有前轮、后轮及载体平台，所述前轮和后轮能够沿所述轨道行进并且分别位于所述载体平台的前后两端处，所述载体平台紧邻地凹入在所述前轮和所述后轮之间，并且所述惯性导航设置在所述载体平台上。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤机惯性导航精度测评系统，其特征在于，所述惯性导航精度测评系统包括：移动载体，待测的惯性导航设置在所述移动载体上，并且在所述移动载体上还设置有标杆组合导航系统以及用于控制所述移动载体的启停和速度的电控箱；固定的轨道，所述轨道用以模拟采煤机的运行轨迹，所述移动载体能够在所述轨道的两端之间沿所述轨道往复运行；以及上位机，所述上位机用于接收和处理来自所述惯性导航的第一测量数据以及来自所述标杆组合导航系统的第二测量数据，并且，基于所述第一测量数据生成所述移动载体的第一运行轨迹作为待测数据，基于所述第二测量数据生成所述移动载体的第二运行轨迹作为基准数据，并且基于所述待测数据和所述基准数据评估所述惯性导航的精度。2.如权利要求1所述的惯性导航精度测评系统，其中，所述上位机设置在所述移动载体上或者相对于所述移动载体远程设置。3.如权利要求1所述的惯性导航精度测评系统，其中，所述标杆组合导航系统叠置在所述惯性导航上。4.如权利要求1所述的惯性导航精度测评系统，其中，所述惯性导航的位置贴近所述轨道。5.如权利要求4所述的惯性导航精度测评系统，其中，所述移动载体具有前轮、后轮及载体平台，所述前轮和后轮能够沿所述轨道行进并且分别位于所述载体平台的前后两端处，所述载体平台紧邻地凹入在所述前轮和所述后轮之间，并且所述惯性导航设置在所述载体平台上。6.如权利要求1所述的惯性导航精度测评系统，其中，所述轨道的两端处均设置有限位装置，在所述移动载体上设置有限位开关，当所述移动载体运行到所述轨道的两端时，所述限位装置触发所述限位开关从而触发所述电控箱停止所述移动载体或者使所述移动载体反向移动。7.一种移动载体，其特征在于，所述移动载体用于采煤机惯性导航精度测评系统，所述惯性导航精度测评系统包括：所述移动载体、待测的惯性导航以及标杆组合导航系统；固定的轨道，所述轨道用以模拟采煤机的运行轨迹，所述移动载体能够在所述轨道的两端之间沿所述轨道往复运行；上位机，所述上位机用于接收和处理来自所述惯性导航的第一测量数据以及来自所述标杆组合导航系统的第二测量数据，并且基于所述第一测量数据生成所述移动载体的第一运行轨迹作为待测数据，基于所述第二测量数据生成所述移动载体的第二运行轨迹作为基准数据，并且基于所述待测数据和所述基准数据评估所述惯性导航的精度其中，所述惯性导航和所述标杆组合导航系统设置在所述移动载体上，并且在所述移动载体上还设置有用于控制所述移动载体的启停和速度的电控箱。8.如权利要求7所述的移动载体，其中，所述移动载体上还设置有所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴建平，邱锦波，刘聪，张启志，庄德玉，刘宏睿，方彤，
申请(专利权)人：中煤科工集团上海有限公司，
类型：发明
国别省市：