一种采煤机位置检测方法、系统以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采煤机位置检测方法、系统以及装置，其中，所述方法包括在采煤机上设置一固定反射面；在采煤机掘进的巷道中布设多个位置不同的雷达装置，记录每一雷达装置的具体位置；设定每一雷达装置和所述采煤机处于工作同步状态；控制每一雷达装置在间隔时间依次驱动发射器连续发送多个设定频率的脉冲信号，脉冲信号经反射面反射后形成多个回波信号；雷达装置中的接收器依次接收多个回波信号；将多个回波信号按照接收时序依次输送至解算矩阵，以得到每一回波信号的回波能量，将所述回波能量输入至处理装置中以获取采煤机的位置。量输入至处理装置中以获取采煤机的位置。量输入至处理装置中以获取采煤机的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤机位置检测方法、系统以及装置


[0001]本专利技术涉及一种采煤机位置检测
，具体的涉及利用雷达装置测定采煤机距离的技术，特别涉及一种在对雷达装置和采煤机的同步控制下对采煤机进行位置检测方法、系统以及装置。

技术介绍

[0002]目前关于测距技术主要通过激光测距、雷达测距以及UWB测距，这三种在传统的测距技术中，一般需要构建复杂的测距模型，测距模型中涉及大量的公示运算，一旦一个环节出错，其对应的后面的计算也就出错，况且，矿井中环境复杂，还需要考虑矿井的多种环境因素对测距的影响，因此，通过构建测距模型并不是最好的技术方案。
[0003]而现有的技术中，可以通过对回波信号的分析来对目标的位置进行追踪，这种方法可以减少大量的公示运算，只需要对回波信号的特征进行分析，比如在公开号为：“CN110531348A”中公开了一种雷达测距方法，所述方法包括：初始化雷达通路后发射超声波，并启动回波监测任务；利用所述回波监测任务获取所述超声波的第一回波信号和第二回波信号；对所述第一回波信号和所述第二回波信号进行分析，得到第一回波信号特征和第二回波信号特征；将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行匹配，确定第一回波信号是否被干扰；当确定所述第一回波信号未被干扰时，根据所述第一回波信号计算障碍物距离。
[0004]上述公开的技术特征虽然可以对目标进行回波信号分析以获取目标的位置，但是，由于矿井相对来说是一个比较复杂的环境，仅仅通过回波信号分析是无法得到目标的具体位置，但是，利用上述公开的技术文献的原理，可以改进后应用在矿井中以对目标进行检测，基于此，本申请提出了一种在矿井中对采煤机位置进行检测的技术。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种在对雷达装置和采煤机的同步控制下对采煤机进行位置检测方法、系统以及装置。
[0006]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供如下技术方案：一种采煤机位置检测方法，包括如下步骤：
[0007]在采煤机上设置一固定反射面；
[0008]在采煤机掘进的巷道中布设多个位置不同的雷达装置，记录每一雷达装置的具体位置；
[0009]设定每一雷达装置和所述采煤机处于工作同步状态；
[0010]控制每一雷达装置在间隔时间依次驱动发射器连续发送多个设定频率的脉冲信号，脉冲信号经反射面反射后形成多个回波信号；
[0011]雷达装置中的接收器依次接收多个回波信号；
[0012]将多个回波信号按照接收时序依次输送至解算矩阵，以得到每一回波信号的回波
能量，将所述回波能量输入至处理装置中以获取采煤机的位置。
[0013]进一步地，将所述回波能量输入至处理装置中以获取采煤机的位置的方法如下：
[0014]将同一雷达装置同一周期的多个回波能量进行比对，剔除异常回波能量后获取回波能量的平均值，将平均值输入至能量损失估量模型，所述能量损失估量模型通过能量损失估计以得到不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据；
[0015]将不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据输入至修正模型，通过修正模型以对不同雷达装置获取的采煤机的第一位置数据进行修正，得到不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置；
[0016]将不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置输入至同步控制模型，通过同步控制模型以对不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置进行二次修正，得到不同雷达装置对应的采煤机的确定位置。
[0017]进一步地，所述能量损失估量模型按照如下的方法得到：
[0018]获取不同雷达装置的回波能量的历史数据，根据不同雷达装置的回波能量的历史数据输入至神经元网络模型中进行训练，以得到能量损失估量初步模型；
[0019]设定不同的环境加扰因素，构建在不同的环境加扰因素的加扰区间以形成加扰模型，通过设定加扰模型中不同的环境加扰因素加扰权重配置到能量损失估量初步模型中，得到能量损失估量模型。
[0020]进一步地，所述加扰模型是按照至少一个环境加扰因素来设定多个加扰值来对雷达回波能量干扰模拟，以获取在不同的加扰值下的加扰值的加扰区间；
[0021]在加扰模型中设置有一输入模块，所述输入模块被配置成依据对巷道环境的判断来设定不同环境加扰因素的权重，以及依据对巷道环境的判断来设定同一环境加扰因素的加扰值/加扰值区间。
[0022]进一步地，所述修正模型用于通过将T
n+1
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据与T
n
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据进行比对以获取差值，判断所述差值是否在设定范围内，若所述差值在设定范围内，直接输出不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据作为不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置；
[0023]若所述差值在不在设定范围内，调用T
n
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据，以及调用历史差值的平均值作为修订值，将所述修订值配置到T
n
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据以作为T
n+1
周期中不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置；其中，n为大于等于0的整数。
[0024]进一步地，所述同步控制模型是基于对雷达装置和所述采煤机的同步控制下对设定周期内采煤机的掘进估量来对雷达装置获取的采煤机的第一修正位置进行修正。
[0025]另一方面，本申请还提供了一种采煤机位置检测系统，包括：
[0026]在采煤机上设置一固定反射面，所述反射面用于对雷达脉冲信号的反射，以形成回波信号；
[0027]在采煤机上设置有通信模块，所述通信模块与上位机和采煤机的控制模块连接，用于基于上位机的控制指令来控制采煤机的动作；
[0028]在采煤机掘进的巷道中布设多个位置不同的雷达装置，记录每一雷达装置的具体位置，并将多个不同位置的所述雷达装置组网，并接入至上位机；
[0029]在上位机中设置有同步控制模型，所述同步控制模型用于对雷达装置和采煤机进行同步启动和关闭控制，以及对所述雷达装置进行采样控制；
[0030]其中，在每一雷达装置中设置有发射器、接收器、解算矩阵、处理装置以及通信单元；
[0031]所述上位机通过通信单元发送控制信号以控制每一雷达装置在间隔时间依次驱动发射器连续发送多个设定频率的脉冲信号，脉冲信号经反射面反射后形成多个回波信号；
[0032]雷达装置中的接收器依次接收多个回波信号；
[0033]将多个回波信号按照接收时序依次输送至解算矩阵，以得到每一回波信号的回波能量，将所述回波能量输入至处理装置中以获取采煤机的位置。
[0034]进一步地，按照雷达装置的布设位置设定每一雷达装置的采样频率为5
‑
15min每次，不同雷达装置之间的采样间隔时间为50
‑
100ms；每一雷达装置的发射器发送脉冲信号的设定频率为5
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤机位置检测方法，其特征在于，包括如下步骤：在采煤机上设置一固定反射面；在采煤机掘进的巷道中布设多个位置不同的雷达装置，记录每一雷达装置的具体位置；设定每一雷达装置和所述采煤机处于工作同步状态；控制每一雷达装置在间隔时间依次驱动发射器连续发送多个设定频率的脉冲信号，脉冲信号经反射面反射后形成多个回波信号；雷达装置中的接收器依次接收多个回波信号；将多个回波信号按照接收时序依次输送至解算矩阵，以得到每一回波信号的回波能量，将所述回波能量输入至处理装置中以获取采煤机的位置。2.根据权利要求1所述的采煤机位置检测方法，其特征在于，将所述回波能量输入至处理装置中以获取采煤机的位置的方法如下：将同一雷达装置同一周期的多个回波能量进行比对，剔除异常回波能量后获取回波能量的平均值，将平均值输入至能量损失估量模型，所述能量损失估量模型通过能量损失估计以得到不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据；将不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据输入至修正模型，通过修正模型以对不同雷达装置获取的采煤机的第一位置数据进行修正，得到不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置；将不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置输入至同步控制模型，通过同步控制模型以对不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置进行二次修正，得到不同雷达装置对应的采煤机的确定位置。3.根据权利要求2所述的采煤机位置检测方法，其特征在于，所述能量损失估量模型按照如下的方法得到：获取不同雷达装置的回波能量的历史数据，根据不同雷达装置的回波能量的历史数据输入至神经元网络模型中进行训练，以得到能量损失估量初步模型；设定不同的环境加扰因素，构建在不同的环境加扰因素的加扰区间以形成加扰模型，通过设定加扰模型中不同的环境加扰因素加扰权重配置到能量损失估量初步模型中，得到能量损失估量模型。4.根据权利要求3所述的采煤机位置检测方法，其特征在于，所述加扰模型是按照至少一个环境加扰因素来设定多个加扰值来对雷达回波能量干扰模拟，以获取在不同的加扰值下的加扰值的加扰区间；在加扰模型中设置有一输入模块，所述输入模块被配置成依据对巷道环境的判断来设定不同环境加扰因素的权重，以及依据对巷道环境的判断来设定同一环境加扰因素的加扰值/加扰值区间。5.根据权利要求2所述的采煤机位置检测方法，其特征在于，所述修正模型用于通过将T
n+1
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据与T
n
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据进行比对以获取差值，判断所述差值是否在设定范围内，若所述差值在设定范围内，直接输出不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据作为不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置；
若所述差值在不在设定范围内，调用T
n
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据，以及调用历史差值的平均值作为修订值，将所述修订值配置到T
n
周期得到的不同雷达装置对应的采煤机的第一位置数据以作为T
n+1
周期中不同雷达装置对应的采煤机的第一修正位置；其中，n为大于等于0的整数。6.根据权利要求2所述的采煤机位置检测方法，其特征在于，所述同步控制模型是基于对雷达装置和所述采煤机的同步控制下对设定周期内采煤机的掘进估量来对雷达装置获取的采煤机的第一修正位置进行修正。7.一种采煤机位置检测系统，其特征在于，包括：在采煤机上设置一固定反射面，所述反射面用于对雷达脉冲信号的反射，以形成回波信号；在采煤机上设置有通信模块，所述通信模块与上位机和采煤机的控制模块连接，用于基于上位机的控制指令来控制采煤机的动作；在采煤机掘进的巷道中布设多个位置不同的雷达装置，记录每一雷达装置的具体位置，并将多个不同位置的所述雷达装置组网，并接入至上位机；在上位机中设置有同步控制模型，所述同步控制模型用于对雷达装置和采煤机进行同步启动和关闭控制，以及对所述雷达装置进行采样控制；其中，在每一雷达装置中设置有发射器、接收器、解算矩阵、处理装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春华，罗永刚，宁权，
申请(专利权)人：山西忻州神达望田煤业有限公司，
类型：发明
国别省市：