隧道掘进过程中设备随动控制方法、系统及存储介质技术方案

本公开涉及一种隧道掘进过程中设备随动控制方法、系统及存储介质。隧道掘进过程中设备随动控制方法用于实现第二设备相对于第一设备的随动控制，包括实时运行阶段的设备随动控制方法，包括：在第一设备沿掘进方向运动的过程中，获取至少三个UWB基站装置的相对位置信息；根据初始化阶段获得的静态相对位置信息，对相对位置信息进行数据可信度判断；在满足数据可信度的条件下，根据相对位置信息确定用于表征第一设备和第二设备在掘进方向上的相对距离的第一尺寸和用于表征第一设备和第二设备在垂直于掘进方向的横向上的偏移量的第二尺寸；根据第一尺寸和第二尺寸对第二设备相对于第一设备的位置进行调整。相对于第一设备的位置进行调整。相对于第一设备的位置进行调整。

【技术实现步骤摘要】
隧道掘进过程中设备随动控制方法、系统及存储介质


[0001]本公开涉及隧道掘进
，尤其涉及一种隧道掘进过程中设备随动控制方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]在掘锚成套装备中，锚杆转载机组的行进依据掘锚一体机的掘进情况而定，一般的，锚杆转载机组和前车掘锚一体机的前后距离应保持一定，且两车的行进方向的轴线应保持位于同一直线。
[0003]在现有工程应用中，锚杆转载机组的行进由现场操作手使用遥控装置操作完成，但掘锚成套装备所在煤矿巷道段空间狭小、煤尘量大、光线不足，工作环境恶劣，给操作人员的身体健康和人身安全带来一定的隐患；且由操作员遥控操作两车在很大程度上依赖于操作员的自我判断，可能存在一定偏差。因此，为了提高隧道掘进面施工自动化程度，改善工作人员工作境况，需要设计锚杆转载机组的相关智能感知方案。
[0004]考虑到隧道掘进面掘进过程中煤尘量巨大，故光学传感的应用受到极大限制，使用时存在因光学传感在高煤尘环境下数据传输不稳定而造成设备间的碰撞问题，故一些相关技术采用基于超宽带(Ultra Wide Band，UWB)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道掘进过程中设备随动控制方法，用于实现第二设备(20)相对于第一设备(10)的随动控制，其特征在于，包括实时运行阶段的设备随动控制方法；所述实时运行阶段的设备随动控制方法包括：在所述第一设备(10)沿掘进方向运动的过程中，获取至少三个UWB基站装置的相对位置信息，其中，所述至少三个UWB基站装置包括设置在所述第一设备(10)上的第一组UWB基站装置和设置在所述第二设备(20)上的第二组UWB基站装置；根据初始化阶段获得的静态相对位置信息，对所述相对位置信息进行数据可信度判断；在满足数据可信度的条件下，根据所述相对位置信息确定用于表征所述第一设备(10)和所述第二设备(20)在掘进方向上的相对距离的第一尺寸(d1)和用于表征所述第一设备(10)和所述第二设备(20)在垂直于所述掘进方向的横向上的偏移量的第二尺寸(b1)；根据所述第一尺寸(d1)和所述第二尺寸(b1)对所述第二设备(20)相对于所述第一设备(10)的位置进行调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组UWB基站装置包括第一UWB基站装置(31)和第二UWB基站装置(32)，所述第二组UWB基站装置包括第三UWB基站装置(33)；获取至少三个UWB基站装置的相对位置信息的步骤包括：通过所述第三UWB基站装置(33)分别获取所述第三UWB基站装置(33)到所述第一UWB基站装置(31)的第一距离(m1)和所述第三UWB基站装置(33)到所述第二UWB基站装置(32)的第二距离(n1)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述第一距离(m1)和所述第二距离(n1)的步骤包括：按照预设周期依次获取所述第三UWB基站装置(33)到所述第一UWB基站装置(31)的多个第一距离值和所述第三UWB基站装置(33)到所述第二UWB基站装置(32)的多个第二距离值；计算所述多个第一距离值的算术平均值作为所述第一距离(m1)，并计算所述多个第二距离值的算术平均值作为所述第二距离(n1)。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据初始化阶段获得的静态相对位置信息，对所述相对位置信息进行数据可信度判断的步骤包括:比较所述第一距离(m1)和第一静态距离(m0)，并比较所述第二距离(n1)和第二静态距离(n0)，其中所述第一静态距离(m0)为初始化阶段所述第二设备(20)和所述第一设备(10)自检调整完毕并处于静态时所述第三UWB基站装置(33)到所述第一UWB基站装置(31)的距离，所述第二静态距离(n0)为初始化阶段所述第二设备(20)和所述第一设备(10)自检调整完毕并处于静态时所述第三UWB基站装置(33)到所述第二UWB基站装置(32)的距离；如果所述第一距离(m1)与所述第一静态距离(m0)的差值绝对值和所述第二距离(n1)和第二静态距离(n0)的差值绝对值均小于第一预设阈值V1，则确定满足数据可信度的条件，否则确定不满足数据可信度的条件。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述第一尺寸(d1)和所述第二尺寸(b1)的步骤包括：确定所述第一UWB基站装置(31)和第二UWB基站装置(32)的间距作为第三距离(L)；
将所述第一UWB基站装置(31)、所述第二UWB基站装置(32)和所述第三UWB基站装置(33)分别设为虚拟三角形(T)的三个顶点，并所述第一UWB基站装置(31)、所述第二UWB基站装置(32)和所述第三UWB基站装置(33)分别对应的顶点相互之间的连线作为所述虚拟三角形(T)的三条边，其中，所述第一距离(m1)、所述第二距离(n1)和所述第三距离(L)分别为所述三条边的长度；根据所述虚拟三角形(T)，计算所述第三UWB基站装置(33)对应的顶点到所述第一UWB基站装置(31)和所述第二UWB基站装置(32)分别对应的顶点之间连线的垂线段的长度作为所述第一尺寸(d1)；根据所述虚拟三角形(T)，计算所述垂线段在所述第一UWB基站装置(31)和所述第二UWB基站装置(32)分别对应的顶点之间连线上的垂足(F)与所述第一UWB基站装置(31)和所述第二UWB基站装置(32)分别对应的顶点之间连线的中点(M)的距离作为所述第二尺寸(b1)。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一尺寸(d1)和所述第二尺寸(b1)对所述第二设备(20)相对于所述第一设备(10)的位置进行调整的步骤包括：判断所述第二尺寸(b1)是否低于第二预设阈值V2；如果低于所述第二预设阈值V2，则进一步判断所述第一尺寸(d1)与初始设定值V0的差值绝对值是否低于第三预设阈值V3，如果低于所述第三预设阈值V3，则使所述第二设备(20)不移动，否则根据所述第一尺寸(d1)与初始设定值V0的大小关系，使所述第二设备(20)向前或向后移动；如果不低于所述第二预设阈值V2，则进一步判断所述第一尺寸(d1)与初始设定值V0的差值绝对值是否低于第三预设阈值V3，如果低于所述第三预设阈值V3，则根据所述第二设备(20)相对于所述第一设备(10)在垂直于所述掘进方向的横向上的偏离方向和偏移量，使所述第二设备(20)向左或向右移动，否则根据所述第二设备(20)相对于所述第一设备(10)在垂直于所述掘进方向的横向上的偏离方向和偏移量，以及所述第一尺寸(d1)与初始设定值V0的大小关系，使所述第二设备(20)向左前方、右前方、左后方或右后方移动。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括初始化阶段的设备随动控制方法；所述初始化阶段的设备随动控制方法包括：在使所述第一设备(10)保持静止的状态下，按照预设周期，通过所述第三UWB基站装置(33)依次获取所述第三UWB基站装置(33)到所述第一UWB基站装置(31)的多个第一初始化距离值和所述第三UWB基站装置(33...

【专利技术属性】
技术研发人员：王震，林福龙，魏晓龙，荆留杰，焦敬波，黄震，任月晓，赵春阳，郭俊可，周树亮，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：