[实用新型]掘进机定位系统

说明书

本实用新型涉及掘进机技术领域，提出了一种掘进机定位系统。掘进机定位系统包括：掘进机，包括：惯导系统；激光靶，激光靶上设置有第一预设区域；激光仪，用于向第一预设区域发射激光；摄像模块，安装于掘进机上，摄像模块用于采集第一预设区域的激光图像；数据处理模块，与摄像模块相连接，数据处理模块用于根据摄像模块的反馈确定掘进机与激光仪的位置关系；惯导系统，与数据处理模块相连接，惯导系统用于根据位置关系对掘进机进行定位。本实用新型提供的掘进机定位系统，通过对激光仪光斑坐标、激光靶特征区域的捕捉，提升光斑捕捉的准确性与算法精度，为掘进机坐标系引入巷道坐标系提供准确、可靠数据支撑，有效提升掘进机工作面成型质量。

技术领域

本实用新型涉及掘进机技术领域，具体而言，涉及一种掘进机定位系统。

背景技术

在掘进机智能掘进实际工作过程中，若需要对掘进机实行一键启动、定位截割、远程遥控等操作，需要对设备进行自主导航，导航基础是要建立相应的掘进机坐标系及巷道坐标系的融合。目前，掘进机坐标系引入巷道坐标系方法，通常在生产过程中手动测量掘进机上某一约束点与巷道坐标系关系，进行两个坐标系的融合，应用惯导系统进行自主导航，以此种方式建立的坐标关系存在测量误差、操作繁琐，难以准确的对掘进机进行巷道坐标系引进与融合。

现有技术通过在巷道内设置激光靶和激光指向仪，激光指向仪在激光靶上形成光斑；获取激光靶到巷道起始位置的位移；在掘进机上设置摄像头，通过摄像头拍摄光斑，获取光斑相对摄像头的位移；根据激光靶到巷道起始位置的位移和光斑相对摄像头的位移计算得到掘进机相对巷道起始位置的位移；掘进机的捷联惯导系统根据计算得到的掘进机相对巷道起始位置的位移进行误差校正。

这样做的缺点是实际使用中很难保证激光光斑被有效捕捉，激光是否打在标靶上难以确定，而用依靠这种捕捉方式进行的计算对定位精度影响大，很难满足使用要求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个方面在于提出了一种掘进机定位系统。

有鉴于此，根据本实用新型的一个方面，提出了一种掘进机定位系统，包括：掘进机，包括：惯导系统；激光靶，激光靶上设置有第一预设区域；激光仪，用于向第一预设区域发射激光；摄像模块，安装于掘进机上，摄像模块用于采集第一预设区域的激光图像；数据处理模块，与摄像模块相连接，数据处理模块用于根据摄像模块的反馈确定掘进机与激光仪的位置关系；惯导系统，与数据处理模块相连接，惯导系统用于根据位置关系对掘进机进行定位。

本实用新型提供的掘进机定位系统，包括掘进机、惯导系统、激光靶、激光仪、摄像模块以及数据处理模块。激光靶上设置有第一预设区域，用于约束激光仪坐标，从而更准确地引入巷道坐标系。激光仪向第一预设区域发射激光，形成光斑。摄像模块安装在掘进机上，在掘进机工作过程中，采集激光靶上第一预设区域的激光图像，并将激光图像传输给数据处理模块。数据处理模块根据摄像模块的反馈，即根据第一预设区域的激光图像，确定掘进机与激光仪的位置关系，并将位置关系对应的数据下发给掘进机，最终反馈给惯导系统。惯导系统根据该位置关系对掘进机进行定位。

可根据摄像模块的工作参数，以及激光靶与掘进机的距离来设置第一预设区域，以使第一预设区域在摄像模块的有效工作范围内，其中工作参数包括如焦距、视场角等参数。在实际使用中，摄像模块可能捕捉不到激光靶上的激光，或者捕捉到了，对惯导系统来说工作性能差。本实用新型引入第一预设区域以后，可通过第一预设区域约束摄像模块是否能够捕捉到激光靶。通过上位机软件来识别第一预设区域，若软件可识别出第一预设区域，则认为激光靶工作在最佳状态，从而可以确保摄像模块捕捉到激光光斑，否则，激光靶可能因为歪斜而不在最佳状态，则需要调整激光靶位置，以保证摄像模块捕捉到激光光斑。在保证摄像模块捕捉到激光靶的前提下，第一预设区域越小越好，以提高算法精度。