[发明专利]一种掘进机的导向方法、系统和存储介质

说明书

本发明提供了一种掘进机的导向方法、系统和存储介质，其方法包括：通过陀螺仪获取掘进机的姿态角；通过里程计获取输出脉冲数；根据输出脉冲数、姿态角以及预先获取的初始标定关系矩阵，计算得到掘进机的机头中心点、机尾中心点在导航坐标系下的位置坐标；根据位置坐标和计划线计算得到掘进机的姿态偏差。本发明实现全自主、高精度的导航定位，有效抑制定位误差，有效提高了掘进机前进方向的准确度。

技术领域

本发明涉及惯性测量技术领域，尤指一种掘进机的导向方法、系统和存储介质。

背景技术

煤炭作为我国主体能源和重要工业原料，是我国经济健康发展的重要支撑。然而，由于煤炭埋藏在地层深处，存在开采条件复杂、作业环境恶劣、劳动强度大以及危险系数高等特点，所以煤炭开采一直以来都被人们视为高危行业，对智能技术的需求尤为迫切。

由于掘进机工作环境的封闭性，类似于GPS等在陆地上常用到的定位方法无法使用，另外类似于红外对射法等常规的定位方法不能够同时兼顾对掘进机位置、姿态的同时测量。而且，由于粉尘遮挡的原因，掘进机的司机不能实时正确判断掘进机的姿态和掘进方向，掘偏、掘错的事情时有发生，不仅影响了巷道的施工质量，还影响了巷道的正常高效掘进。

发明内容

本发明的目的是提供一种掘进机的导向方法、系统和存储介质，在惯性导航理论的基础上，结合采煤机运动特性进行导向分析，具有导向精度高、数据更新率高、维护成本低、体积小等特点。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种掘进机的导向系统，包括：

测量装置，包括陀螺仪和里程计；

所述陀螺仪安装于防爆控制盒内，所述防爆控制盒安装于掘进机的顶部；

所述陀螺仪，用于获取所述掘进机的姿态角；

所述里程计，安装于所述掘进机的行走部，用于获取输出脉冲数；

处理器，分别与所述陀螺仪和里程计连接，用于根据所述输出脉冲数、姿态角以及预先获取的初始标定关系矩阵，计算得到所述掘进机的机头中心点、机尾中心点在导航坐标系下的位置坐标，再根据所述位置坐标和计划线计算得到掘进机的姿态偏差。

本发明还提供一种掘进机的导向方法，包括步骤：

通过陀螺仪获取掘进机的姿态角；

通过里程计获取输出脉冲数；

根据所述输出脉冲数、姿态角以及预先获取的初始标定关系矩阵，计算得到所述掘进机的机头中心点、机尾中心点在导航坐标系下的位置坐标；

根据所述位置坐标和计划线计算得到掘进机的姿态偏差。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如所述的掘进机的导向方法所执行的操作。

通过本发明提供的一种掘进机的导向方法、系统和存储介质，能够实现全自主、高精度的导航定位，有效抑制定位误差，有效提高了掘进机前进方向的准确度。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种掘进机的导向方法、系统和存储介质的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种掘进机的导向方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明一种掘进机的导向系统及其对应的坐标系定义的一个实施例的结构示意图；

图3是本发明一种掘进机的导向系统的另一个实施例的结构示意图；

图4是本发明一种掘进机的导向方法的一个实施例的姿态偏差示意图；