基于非完整性約束的采煤機定位方法

宋單陽， 楊金衡， 陶心雅， 盧春貴， 田慕琴， 宋建成

（1. 太原理工大學 礦用智能電器技術國家地方聯合工程實驗室，山西 太原 030024；2. 太原科技大學 電子信息工程學院，山西 太原 030024）

0 引言

采煤機準確定位是綜采工作面實現自動化開采的關鍵技術之一，不僅可為記憶截割、工作面校直提供采煤機準確位置，還可為工作面“三機”聯動、自動化采煤提供參考依據。目前采煤機定位方法大多依靠基于慣性測量單元（由三軸陀螺儀和三軸加速度計構成）的慣性導航系統（以下稱慣導系統）[1]，但由于傳感器誤差、環境因素等影響，定位誤差會隨著時間而累計，所以需要引入輔助信息抑制慣導系統的誤差累計。文獻[2]結合慣導系統和綜采工作面精準地理模型，利用地圖匹配技術約束定位過程中慣導系統的誤差，但建立綜采工作面精準地理模型的難度過大，該方法的可行性有待確定。文獻[3]采用將里程計和慣導系統相結合的方法，通過采集里程計的速度或位移信息，校正慣導系統的定位結果，但里程計在定位過程中只對慣導系統的前進速度進行修正，無法對其側向和垂向速度進行修正。文獻[4]在超聲波定位系統的基礎上，運用卡爾曼濾波算法對慣導系統和超聲波傳感器的組合定位結果進行過濾，但井下非視距環境會降低超聲波傳感器測量精度，進而影響超聲波定位系統精度。文獻[5-6]構建了慣導系統與超寬帶組合定位方案，能夠有效抑制慣導系統的誤差發散，但需要增加大量額外的超寬帶錨節點，增加了成本和復雜度。……