基于多感知方式組合測量的采煤機位姿檢測系統研究

張子悅,符世琛,劉 超,李永澤,蘭 玉,吳 淼

(中國礦業大學(北京)機電與信息工程學院，北京 100083)

0 引 言

無人采掘裝備是當前國際煤炭領域的發展前沿[1]。采煤機是井下綜采工作面的核心設備，綜采工作面的工況非常復雜，常存在高溫高灰塵以及其他的干擾情況，導致駕駛員操控采煤機作業難以保證精度，采煤效率大幅降低，采煤機的位姿檢測是實現采煤機無人化、自動化的關鍵。近年來，已有多位學者對采煤機的位姿檢測進行了研究：張博淵[2]提出了捷聯慣導系統與里程計相融合的采煤機定位技術，分析了影響采煤機定位精度的因素，建立了最優估計誤差補償模型，但慣導會產生較大的累積誤差；方新秋等[3]提出了微機械陀螺和加速度計傳感器組合自主定位系統的技術，根據采煤機的運動特征建立了動力學模型，仿真結果表明慣性傳感器的誤差是導致自主定位系統精度低的主要因素；李振平[4]提出了運用電子地圖顯示采煤機位置的技術，通過采煤機在巷道中的投影以及簡單的數學計算，可消除采煤機定位系統計算過程中的累積誤差；郝尚清等[5]提出了以采區坐標系作為參考坐標來確定采煤機坐標的技術，將此技術應用到采煤機自動調高和工作面自動調直中，但并未測得采煤機的姿態角。目前的采煤機位姿檢測方法僅能獲取采煤機的局部坐標系坐標，無法獲取絕對坐標系坐標，所以無法滿足采煤機定位的精度要求。……