基于慣性導(dǎo)航/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合的采煤機(jī)定位方法研究

陳湘源, 魏延輝, 黨宏濤

(1.國(guó)能榆林能源有限責(zé)任公司, 陜西 榆林 719000;(2.哈爾濱工程大學(xué)智能科學(xué)與工程學(xué)院, 哈爾濱 150001;3.西京學(xué)院電子信息學(xué)院, 西安 710123)

0 引言

采煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)是井下綜采工作面最重要的三種設(shè)備,通過(guò)三者相互配合完成割煤、運(yùn)煤和支護(hù)工作。其中采煤機(jī)是一種高集成度設(shè)備,為綜采主導(dǎo)設(shè)備,為實(shí)現(xiàn)綜采工作面自動(dòng)化、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的目的,對(duì)采煤機(jī)提出了精確動(dòng)態(tài)定位的需求。

煤礦綜采工作面空間封閉,工況復(fù)雜,采煤機(jī)定位是一個(gè)典型的復(fù)雜封閉環(huán)境下室內(nèi)定位問(wèn)題,常用的衛(wèi)星導(dǎo)航定位、天文導(dǎo)航定位等需要借助外部環(huán)境的導(dǎo)航定位技術(shù)無(wú)法使用。

目前采煤機(jī)定位方法主要包括紅外定位法[1]、超聲波定位法[2-3]、齒輪計(jì)數(shù)定位法[4-5]、慣導(dǎo)定位法[6-9]、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位法[10-12]等。紅外定位法由安裝在采煤機(jī)上紅外發(fā)射裝置發(fā)射信號(hào),液壓支架上安裝的接收裝置接收信號(hào),利用紅外測(cè)距定位采煤機(jī)的位置,但紅外定位法存在易受粉塵影響、定位精度不高的缺點(diǎn)。超聲波定位法將超聲波發(fā)射裝置安裝在工作面端頭巷道中,當(dāng)采煤機(jī)經(jīng)過(guò)時(shí),機(jī)身發(fā)射超聲波,根據(jù)各位置超聲波接收裝置接收信號(hào),利用超聲波測(cè)距定位采煤機(jī)的位置,超聲波的優(yōu)點(diǎn)是可以穿透粉塵,但存在因綜采工作面長(zhǎng)導(dǎo)致信號(hào)失真、定位精度不高的缺點(diǎn)。齒輪計(jì)數(shù)定位法對(duì)采煤機(jī)行走齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和齒輪圓周長(zhǎng)計(jì)算采煤機(jī)沿輸送機(jī)軌道方向上的位移,該方法只能用于定位采煤機(jī)沿軌道方向的一維位置,且受到齒輪計(jì)數(shù)誤差影響,不能滿(mǎn)足三維定位需要。慣導(dǎo)定位方法是一種全自主導(dǎo)航定位方法,無(wú)需借助外部信息,利用三軸陀螺和三軸加速度計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量采煤機(jī)的角速度和線加速度,結(jié)合初始裝定信息,可自主獲得采煤機(jī)的姿態(tài)、速度和位置等導(dǎo)航信息,慣導(dǎo)短時(shí)定位精度高,但存在長(zhǎng)時(shí)工作的誤差累積使得定位精度下降的問(wèn)題,需要利用組合導(dǎo)航方法進(jìn)行誤差修正來(lái)保持高精度定位和定姿。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位法通過(guò)綜合多個(gè)位置已知的無(wú)線傳感器(稱(chēng)為錨節(jié)點(diǎn))相對(duì)采煤機(jī)上布置的待定位節(jié)點(diǎn)(稱(chēng)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn))的測(cè)距信息進(jìn)行采煤機(jī)位置的解算,每次位置信息的解算都是單獨(dú)解算,不存在不同時(shí)刻解算過(guò)程中的信息交換與傳遞,因此不會(huì)出現(xiàn)累積誤差,但該方法存在無(wú)法輸出姿態(tài)信息、無(wú)線定位數(shù)據(jù)不穩(wěn)定以及隨著采煤機(jī)推進(jìn)需要移動(dòng)調(diào)整錨節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題。

綜合以上采煤機(jī)定位方法的優(yōu)缺點(diǎn),針對(duì)綜采工作面中采煤機(jī)高精度定位需求,提出了一種采煤機(jī)慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位方法,可有效實(shí)現(xiàn)慣導(dǎo)定位和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位兩者方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),慣導(dǎo)定位方法提供全面、高更新率的導(dǎo)航信息,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法可抑制導(dǎo)航誤差的累積,為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間高精度定位能力提供可能。但針對(duì)綜采工作應(yīng)用環(huán)境,采煤機(jī)慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位方法需要重點(diǎn)解決以下幾個(gè)問(wèn)題:

1)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位延時(shí)誤差補(bǔ)償問(wèn)題。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)定位延遲時(shí)間內(nèi)隨采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的定位誤差問(wèn)題。從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)射無(wú)線信號(hào)到錨節(jié)點(diǎn)接收到信號(hào)并完成測(cè)距和定位的時(shí)間間隔內(nèi),移動(dòng)節(jié)點(diǎn)隨采煤機(jī)沿輸送機(jī)軌道運(yùn)行產(chǎn)生位移,因此需要對(duì)定位延時(shí)誤差進(jìn)行修正。

2)錨節(jié)點(diǎn)位置更新問(wèn)題。采煤機(jī)沿輸送機(jī)軌道運(yùn)動(dòng),同時(shí)朝著煤壁方向產(chǎn)生縱向運(yùn)動(dòng),引起液壓支架移動(dòng)。錨節(jié)點(diǎn)會(huì)隨液壓支架移動(dòng)到達(dá)新位置,如果不能確定錨節(jié)點(diǎn)的新位置,則無(wú)法實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)連續(xù)定位,所以必須要確定移動(dòng)后的錨節(jié)點(diǎn)位置信息。

3)慣導(dǎo)誤差修正問(wèn)題。慣導(dǎo)短時(shí)定位精度高,但在長(zhǎng)時(shí)間工作后,因?yàn)槔鄯e誤差使得定位和姿態(tài)精度下降,需要組合導(dǎo)航來(lái)修正慣導(dǎo)誤差。

1 基于慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合的采煤機(jī)定位方法

1.1 系統(tǒng)組成

慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位系統(tǒng)由慣導(dǎo)系統(tǒng)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成。本文提出的慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位系統(tǒng)配置方案如圖1所示,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由1個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)錨節(jié)點(diǎn)/未知節(jié)點(diǎn)(錨節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)調(diào)整過(guò)程中定義為未知節(jié)點(diǎn))組成。在采煤機(jī)上安裝慣導(dǎo)系統(tǒng)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn);在液壓支架下安裝n個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)錨節(jié)點(diǎn)/未知節(jié)點(diǎn)。其中1表示采煤機(jī);2表示刮板輸送機(jī);3表示液壓支架;4表示慣導(dǎo)系統(tǒng);5表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn);6表示錨節(jié)點(diǎn)/未知節(jié)點(diǎn)。

1.2 坐標(biāo)系定義

坐標(biāo)系定義如圖2所示。

采煤機(jī)體坐標(biāo)系Obxbybzb:坐標(biāo)系原點(diǎn)Ob固連在慣導(dǎo)裝置中心,xb軸正向由采煤機(jī)指向煤壁,yb軸垂直于xb軸向上,zb軸與xb軸、yb軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系、前上右坐標(biāo)系。導(dǎo)航坐標(biāo)系Onxnynzn:北天東地理坐標(biāo)系,xn軸指向地理北向,yn軸指向天向,zn軸指向地理東向。導(dǎo)航坐標(biāo)系經(jīng)過(guò)三次旋轉(zhuǎn)后與采煤機(jī)體坐標(biāo)系,三次旋轉(zhuǎn)的角度即為采煤機(jī)的航向角ψ、俯仰角θ和滾動(dòng)角γ。

圖2 坐標(biāo)系定義Fig.2 Definition of coordinate frame

1.3 慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位方案

慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位系統(tǒng)工作流程可分為兩部分實(shí)現(xiàn),具體如圖3所示。

第一部分:利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的錨節(jié)點(diǎn)信息實(shí)施對(duì)慣導(dǎo)誤差的估計(jì)修正,其步驟為

1)利用慣導(dǎo)系統(tǒng)的慣性測(cè)量單元(inertial measurement unit, IMU)測(cè)量信息進(jìn)行導(dǎo)航解算,獲悉慣導(dǎo)系統(tǒng)(移動(dòng)節(jié)點(diǎn))的位置信息;

2)根據(jù)慣導(dǎo)位置信息,依據(jù)采煤生產(chǎn)過(guò)程中液壓支架調(diào)整流程可確定錨節(jié)點(diǎn)序號(hào);

3)利用錨節(jié)點(diǎn)位置信息估計(jì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(慣導(dǎo))位置;

4)以移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置為參考信息進(jìn)行慣導(dǎo)誤差濾波估計(jì);

5)利用誤差估計(jì)信息對(duì)慣導(dǎo)導(dǎo)航解算進(jìn)行誤差修正,提升慣導(dǎo)導(dǎo)航精度。

第二部分:結(jié)合液壓支架調(diào)整流程實(shí)時(shí)調(diào)整更新無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的錨節(jié)點(diǎn)信息庫(kù)和未知節(jié)點(diǎn)信息庫(kù),其步驟為

1)初始時(shí)刻所有節(jié)點(diǎn)位置信息已知,錨節(jié)點(diǎn)信息庫(kù)應(yīng)包含所有錨節(jié)點(diǎn)信息,未知節(jié)點(diǎn)信息庫(kù)為空集;

2)根據(jù)慣導(dǎo)位置信息,依據(jù)采煤生產(chǎn)過(guò)程中液壓支架調(diào)整流程確定錨節(jié)點(diǎn)中臨界錨節(jié)點(diǎn)(準(zhǔn)備開(kāi)始進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整)序號(hào)和未知節(jié)點(diǎn)中的臨界未知節(jié)點(diǎn)(移動(dòng)調(diào)整即將完成)序號(hào);

3)利用錨節(jié)點(diǎn)(不包括臨界錨節(jié)點(diǎn))信息實(shí)時(shí)估計(jì)未知節(jié)點(diǎn)(包括臨界未知節(jié)點(diǎn))和臨界錨節(jié)點(diǎn)的位置信息;

4)檢測(cè)臨界未知節(jié)點(diǎn)的位置變化量,當(dāng)其變化量小于閾值時(shí),將該未知節(jié)點(diǎn)更新為錨節(jié)點(diǎn),并在錨節(jié)點(diǎn)信息庫(kù)中增添該節(jié)點(diǎn)信息;

5)檢測(cè)臨界錨節(jié)點(diǎn)的位置變化量,當(dāng)其變化量大于閾值時(shí),將該錨節(jié)點(diǎn)更新為未知節(jié)點(diǎn),并在未知節(jié)點(diǎn)信息庫(kù)中增添該節(jié)點(diǎn)信息。

依據(jù)以上工作流程,慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位系統(tǒng)不僅可以利用錨節(jié)點(diǎn)信息對(duì)慣導(dǎo)誤差實(shí)施修正,同時(shí)可動(dòng)態(tài)調(diào)整兩個(gè)信息庫(kù)中各節(jié)點(diǎn)信息,以適應(yīng)實(shí)際采煤生產(chǎn)中液壓支架移動(dòng)調(diào)整過(guò)程。

在以上流程設(shè)計(jì)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和未知節(jié)點(diǎn)的位置信息精確估計(jì),慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差估計(jì)修正。以下將分別介紹這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

圖3 組合定位工作流程Fig.3 Workflow of integrated positioning

關(guān)鍵點(diǎn)一:移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和未知節(jié)點(diǎn)的位置信息精確估計(jì)。

如圖4所示,初始時(shí)刻,所有錨節(jié)點(diǎn)位置信息已知,但隨著采煤機(jī)的截割煤壁運(yùn)動(dòng),液壓支架需要進(jìn)行移動(dòng)調(diào)節(jié),導(dǎo)致布置于液壓支架上的錨節(jié)點(diǎn)位置信息發(fā)生變化轉(zhuǎn)變?yōu)槲粗?jié)點(diǎn),因此,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(Si)、未知節(jié)點(diǎn)(S7～S10)、錨節(jié)點(diǎn)(S1～S6),慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合定位過(guò)程中,不僅要依靠位置已知的錨節(jié)點(diǎn)信息估計(jì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置信息,還需估計(jì)調(diào)整過(guò)程中的未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

圖4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各類(lèi)節(jié)點(diǎn)示意圖Fig.4 Schemetic diagram of different kinds of wireless sensor network nodes

(1)

式中,di為第i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)至移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的真實(shí)距離值,wi為第i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)至移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的距離測(cè)量噪聲(i=1…n),并假定各次測(cè)量噪聲獨(dú)立,且wi～N(0,σ2)。

為了有效估計(jì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置信息,將公式(1)中各式都與第一個(gè)等式作差,并忽略誤差的高次項(xiàng),整理后得到如下所示矩陣形式

Y=Aθ+W

(2)

其中

(3)

其中,S為加權(quán)因子,取值為S=E[WWT]-1。

根據(jù)文獻(xiàn)[13]和[14]的結(jié)論,該定位估計(jì)算法為無(wú)偏估計(jì),且當(dāng)測(cè)量誤差wi相對(duì)于測(cè)量值足夠小時(shí),其誤差協(xié)方差逼近Cramer-Rao下界,為有效估計(jì)。

關(guān)鍵點(diǎn)二:慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差估計(jì)修正。

獲知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置信息后,采用位置觀測(cè)的Kalman濾波方法實(shí)施慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差的估計(jì)修正。

濾波器狀態(tài)方程由慣導(dǎo)位置、速度和姿態(tài)誤差組成

(4)

其中,φ表示緯度,R表示地球半徑。

(5)

(6)

將速度誤差方程、位置誤差方程和姿態(tài)誤差方程離散化并改寫(xiě)為組合導(dǎo)航濾波狀態(tài)方程形式,其中k表示濾波時(shí)間點(diǎn)。

X(k)=F(k-1)X(k-1)

(7)

(8)

圖5 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與慣導(dǎo)之間延遲誤差示意圖Fig.5 Schemetic diagram of delay error between wireless network and inertial navigation systems

2 誤差分析

由組合定位流程可知,組合定位精度取決于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置估計(jì)精度,而移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置估計(jì)精度需綜合網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置精度和測(cè)距誤差獲得,根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)一的分析可知,組合導(dǎo)航定位的協(xié)方差為

cov(θ)=E(ATSA)-1Θ=[θij]3×3

(9)

其中

由式(9)可知,組合導(dǎo)航定位誤差主要來(lái)源于測(cè)距誤差和錨節(jié)點(diǎn)定位誤差,隨著采煤機(jī)的推進(jìn)組合導(dǎo)航定位誤差將逐漸增大,為定量分析定位誤差的發(fā)散趨勢(shì),按照如圖4所示架構(gòu)依據(jù)以下假設(shè)進(jìn)行精度分析:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相鄰節(jié)點(diǎn)的縱向距離為0.5 m,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的側(cè)向距離為0.7 m,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)調(diào)整距離為0.43 m,無(wú)線傳感器測(cè)距的標(biāo)準(zhǔn)差為σi=0.01 m,各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的初始定位誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為5 mm,那么根據(jù)以上的分析,可以得到如圖6所示的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)移動(dòng)調(diào)整后的水平徑向定位誤差隨采煤機(jī)進(jìn)刀次數(shù)增加的變化情況。

圖6 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)的徑向定位誤差隨采煤機(jī)進(jìn)刀次數(shù)增加的變化情況Fig.6 The change of radial positioning error of moving node and anchor node with the increase of shearer feeding times

由表中信息可知,移動(dòng)調(diào)整后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位誤差逐漸增大,導(dǎo)致最終組合導(dǎo)航定位精度下降,但即使10次進(jìn)刀后組合定位誤差也不超過(guò)4 cm。

3 仿真試驗(yàn)

為了驗(yàn)證所提的方法在采煤機(jī)高精度定位中可行性和有效性,本章利用仿真試驗(yàn)開(kāi)展驗(yàn)證。仿真條件與第2章中設(shè)置條件保持一致,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)布置在液壓支架上,相鄰節(jié)點(diǎn)的縱向距離為0.5 m,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)安裝于采煤機(jī)上,為便于分析,假定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置與慣導(dǎo)位置一致,且移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的側(cè)向距離為0.7 m,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)每次移動(dòng)調(diào)整距離為0.43 m(對(duì)應(yīng)采煤機(jī)每次進(jìn)刀推進(jìn)的距離)。

仿真試驗(yàn)軌跡如圖7所示,包含采煤機(jī)來(lái)回切割煤面運(yùn)動(dòng)和液壓桿推動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)。采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)路徑依循圖中箭頭按照編號(hào)由小到大進(jìn)行,仿真作業(yè)長(zhǎng)度120 m,運(yùn)動(dòng)速度0.2 m/s,運(yùn)行時(shí)間1 h。

圖7 采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡Fig.7 Motion trajectory of shearer

仿真實(shí)驗(yàn)中,無(wú)線傳感器測(cè)距的標(biāo)準(zhǔn)差為σi=1 cm,各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的初始定位誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為5 mm,組合導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的慣性器件為導(dǎo)航級(jí)精度,如表1所示。

表1 數(shù)值仿真中器件精度

由于綜采工作過(guò)程中只關(guān)心相對(duì)高度,并且可以通過(guò)采煤機(jī)工作面姿態(tài)和搖臂傾角傳感器來(lái)控制相對(duì)高度。因此,以下只對(duì)組合后的水平定位精度進(jìn)行分析。

仿真試驗(yàn)結(jié)果如圖8和圖9所示。根據(jù)圖8中組合導(dǎo)航定位誤差曲線信息,可以獲悉組合導(dǎo)航的緯度定位誤差、經(jīng)度定位誤差以及徑向定位誤差統(tǒng)計(jì)值,如表2所示,隨著進(jìn)刀次數(shù)的增加,組合定位誤差逐漸增大,由初始的0.49 cm增大到1.57 cm,這一結(jié)論與前述誤差分析是一致的。

表2 組合定位誤差統(tǒng)計(jì)

圖9所示為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中正中間節(jié)點(diǎn)(圖6中東向位置為0處安置的錨節(jié)點(diǎn))隨采煤機(jī)推進(jìn)過(guò)程中的定位誤差曲線,由圖9中曲線可知,采煤機(jī)進(jìn)刀調(diào)整時(shí),需要移動(dòng)調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由錨節(jié)點(diǎn)切換為未知節(jié)點(diǎn),其位置信息由其他錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì),在此調(diào)整過(guò)程中的定位誤差在逐漸增大(圖中放大部分),直到調(diào)整完成后,未知節(jié)點(diǎn)重新調(diào)整為錨節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)三次調(diào)整過(guò)程中的定位誤差變化情況如表3所示,該節(jié)點(diǎn)的定位誤差逐漸增大,其徑向誤差由初始的0.37 cm增大到1.84 cm,這一結(jié)論與前述誤差分析是一致的。

圖9 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)錨節(jié)點(diǎn)位置誤差曲線Fig.9 Position error curve of anchor node in wireless sensor network

表3 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)調(diào)整過(guò)程中位置誤差隨進(jìn)刀次數(shù)的變化情況

綜上所述,提出的方法在采煤機(jī)高精度定位中可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位,高精度定位速度快且穩(wěn)定。

4 結(jié)論

針對(duì)采煤機(jī)精確定位問(wèn)題,提供了一種基于慣性/無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合采煤機(jī)定位方法,通過(guò)慣導(dǎo)定位和無(wú)線傳感器網(wǎng)格定位兩者方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)的精確定位。主要結(jié)論如下:

1)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)錨節(jié)點(diǎn)/未知節(jié)點(diǎn)安置于液壓支架上,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與慣導(dǎo)固定安置于采煤機(jī)上的方案,隨采煤機(jī)的推進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)位置信息的自動(dòng)更新,為實(shí)現(xiàn)綜采工作面自動(dòng)化、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制能力奠定基礎(chǔ)。

2)通過(guò)對(duì)慣導(dǎo)導(dǎo)航誤差的修正,可獲得采煤機(jī)連續(xù)高精度定位信息,仿真結(jié)果表明,其誤差不超過(guò)1.57 cm/h。