[发明专利]掘进机位姿检测系统和掘进机

权利要求书

1.一种掘进机位姿检测系统，其特征在于，包括：激光指向单元、激光幕布式标靶、第一采集单元、第二采集单元和数据采集模块，其中，

所述激光指向单元安装在煤矿井下的巷道上方，发射激光束；

所述激光幕布式标靶安装在掘进机上，接收所述激光指向单元发射的激光束；

所述第一采集单元采集所述激光标靶所呈现的激光点图像并将激光点图像数据传送至所述数据采集模块；

所述第二采集单元安装在所述掘进机本体上，检测所述第二采集单元相对于预定坐标系的角度信息并将所述角度信息发送至所述数据采集模块；

所述数据采集模块接收来自所述第一采集单元和所述第二采集单元的检测结果，根据所述检测结果确定所述掘进机的位姿参数。

2.根据权利要求1所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：图像处理单元和数据处理单元，其中，

所述图像处理单元连接至所述第一采集单元，根据所述激光点图像数据计算出所述掘进机的水平偏向位移和垂直偏向位移，并将所述水平偏向位置和垂直偏向位移的数据传送至所述数据处理单元；

所述数据处理单元接至所述图像处理单元和所述第二采集单元，根据所述图像处理单元的图像处理结果和所述第二采集单元的检测结果得到所述掘进机的位姿参数，所述位姿参数包括偏向角、俯仰角、滚动角、水平偏向位移和垂直偏向位移。

3.根据权利要求2所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，所述数据处理单元还连接至所述掘进机的控制器，用于判断所述掘进机的偏向角是否大于角度警戒值，在大于所述角度警戒值时，将角度调整命令发送至所述掘进机控制器，利用掘进机行走电磁阀开度以调整所述掘进机的机身角度。

4.根据权利要求3所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，所述数据处理单元还用于判断所述水平偏向位移是否大于水平位移警戒值，在大于所述水平位移警戒值时，计算出所述掘进机的左履带速度和右履带速度并获取左右履带的速度差，将所述左右履带的速度差传送至所述控制器，以调整所述掘进机的履带速度和/或右履带速度。

5.根据权利要求4所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，所述数据处理单元还用于在判断出所述水平偏向位移小于等于所述水平位移警戒值且所述偏向角大于所述角度警戒值时，将角度调整指令发送至所述控制器，以调整所述掘进机的机身角度。

6.根据权利要求2所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，还包括显示器，连接至所述数据采集模块，显示所述掘进机的位姿参数。

7.根据权利要求1所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，还包括：固定装置，设置在所述掘进机上并对准所述掘进机的中轴线，其中，所述固定装置包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述第二侧面均垂直于所述中轴线，所述激光幕布式标靶安装在所述第一侧面上，所述第一采集单元安装所述第二侧面上并对准所述激光幕布式标靶。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，所述数据采集模块还用于在所述第一采集单元未采集到所述激光点图像或所述激光点图像出现异常时，向所述掘进机的控制器发送停止指令，使所述掘进机停止前进。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的掘进机位姿检测系统，其特征在于，所述第一采集单元包括CCD摄像头，所述第二采集单元包括航姿仪。

10.一种掘进机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的掘进机位姿检测系统。