一种综采工作面有轨式巡检机器人的自主定位方法技术

本发明专利技术提供一种综采工作面有轨式巡检机器人的自主定位方法，包括以下步骤：首先获得轨道安装的先验地图，通过对轨道连接件的检测以及巡检机器人初始位置的获取，确定巡检机器人当前所处的轨道位置，从而确定巡检机器人在先验地图上的绝对定位；其中，有轨式巡检机器人的运行轨道包括刚性导轨以及用于柔性连接各刚性导轨的轨道连接件；在每一节轨道上，通过捷联惯导/里程计组合导航的方法实现巡检机器人在轨道上的相对定位；结合巡检机器人所处轨道的绝对定位和相对定位，即可实现巡检机器人的组合定位。本发明专利技术方法的定位距离始终控制在一节轨道的长度之内，因此在长距离工作过程中可以更好地达到降低定位误差的效果。中可以更好地达到降低定位误差的效果。中可以更好地达到降低定位误差的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种综采工作面有轨式巡检机器人的自主定位方法


[0001]本专利技术属于煤炭开采
，尤其涉及一种综采工作面有轨式巡检机器人的自主定位方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下综采工作面作为煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高等特点，是煤矿事故的多发地点。据统计，在采煤工作面事故中，有近80％的事故原因是由于监测不到位引起的。因此，在采煤机工作面配置一套高效的实时监测系统对煤矿生产安全至关重要。传统的监测方式有人工巡检和在线监控2种。人工巡检方式由于劳动强度大、巡检效率低而逐渐被淘汰；在线监控方式虽然监测效果较好，但是成本高、灵活性差、覆盖面积小。
[0003]近年来，随着机器人技术的高速发展，开始研制用于巡检工作的特种机器人，并应用于煤矿巡检领域。张树生等设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统，论述了巡检机器人本体、基站和远程工作面站的设计方法，柔性轨道组成和本构设计，巡检机器人系统的控制软件设计方法等。中信重工开诚智能装备有限公司申请了《201810125556.1一种煤矿综采工作面巡检机器人及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综采工作面有轨式巡检机器人的自主定位方法，其特征在于，包括以下步骤：首先获得轨道安装的先验地图，通过对轨道连接件的检测以及巡检机器人初始位置的获取，确定巡检机器人当前所处的轨道位置，从而确定巡检机器人在先验地图上的绝对定位；其中，有轨式巡检机器人的运行轨道包括刚性导轨以及用于柔性连接各刚性导轨的轨道连接件；在每一节轨道上，通过捷联惯导/里程计组合导航的方法实现巡检机器人在轨道上的相对定位；结合巡检机器人所处轨道的绝对定位和相对定位，即可实现巡检机器人的组合定位。2.根据权利要求1所述的综采工作面有轨式巡检机器人的自主定位方法，其特征在于，确定巡检机器人当前所处的轨道位置的方法为：检测轨道连接件作为对轨道节点，结合先验地图获取的初始位置和里程计数据，得到巡检机器人所经过的轨道数，即获得巡检机器人所处的轨道位置；检测轨道连接件的方法为：采集有轨式巡检机器人在运行轨道上运行时的IMU数据，再取陀螺仪数据中的X轴角速度数据，即车身的俯仰角角速度数据；设置初始窗口，对X轴角速度数据进行分析，其中，初始窗口长度W根据采煤机速度v和轨道连接件长度d来设定，即w＝d/v；计算初始窗口内的最大数值和最小数值之差，如果差值大于设定阈值，则滑动窗口进行下一个初始窗口计算；如果差值小于等于设定阈值，则以最大数值为起点进行次级窗口划分；以此起点的前后数据作上升沿次级窗口和下降沿次级窗口，上升沿次级窗口和下降沿次级窗口的长度与初始窗口的长度大小一致；取次级窗口内数据的最大值max与最小值min，并标记其在数组内索引号为Index
max
和Index
min
，比较索引号大小作为判断条件一，对次级窗口内的数组进行求导，数组导数和作为判断条件二；通过判断条件一和判断条件二确定次级窗口是上升沿或下降沿，其中，满足以下条件则判断为上升沿次级窗口：判断条件一中，Index
max
＞Index
min
；判断条件二中，数组导数和＞0；满足以下条件则判断为下降沿次级窗口：判断条件一中，Index
max
＜Index
min
；判断条件二中，数组导数和＜0；当检测到次级窗口为先上升沿再下降沿时，判断为巡检机器人前轮经过轨道连接件；当检测到次级窗口为先下降沿再上升沿时，判断为后轮经过轨道连接件；取每个次级窗口的上升沿极值点和下降沿极值点作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春鹏，马勇超，李兴渊，任乐乐，吴浩，周博，蔡凯歌，李蒙蒙，耿子乾，王军峰，张长元，
申请(专利权)人：郑州煤机智控技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：