[发明专利]基于惯导系统的综采工作面连续调直方法

权利要求书

1.基于惯导系统的综采工作面连续调直方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：建立惯性导航坐标系：设置惯性导航系统坐标系（O，X，Y，Z），过原点O指向工作面推进方向为Y轴正方向，过原点O垂直向上为Z轴正方向；

S2：采煤机行走轮廓曲线处理：包括：

S2.1：采煤机行走完整轮廓曲线处理：设置端头标志点和端尾标志点，通过采煤机上的行程编码器反馈的数据实现对工作面完整轮廓曲线的识别；

S2.2：斜切进刀段与正常割煤段轨迹聚类划分：根据采煤机行走的折返点将采煤机行走轨迹在折返点处断开得到轨迹划分，然后采用K-Medoids聚类方法对不同轨迹进行聚类；

S2.3：采煤机行走轨迹折返刀处理：与采煤机行进方向相同的轨迹按时间顺序排列，将下一段轨迹片段起点与距离最近的上一段轨迹片段中间点连接得到当前刀完整工作面轮廓曲线；

S2.4：综采工作面轮廓曲线生成：对完整的工作面轮廓曲线进行平滑处理，生成最终工作面轮廓曲线；

S3：直线度误差计算及调直启动条件判断；

S4：移架量计算：设置最大移架距离Dmax和最小移架距离Dmin，最大移架距离Dmax等于采煤机滚筒的截深，最小移架距离数值可调，范围设定为200mm至400mm；

第一刀为测量刀，推移量均为Dmax；

已知第n刀实测工作面轮廓曲线确定第n+1刀割煤过程移架量的过程如下：

1）取第n刀实测工作面轮廓曲线线性插值后确定每一架液压支架的推移点坐标，每一架液压支架推移点坐标叠加第n刀推移量得到第n+1刀所有液压支架的预期推移点坐标；

2）将第n+1刀预期的端头液压支架推移点、端尾液压支架推移点两点作连接线，将各支架推移点Y值减去端头端尾连接线对应点Y值，从而将各支架推移点投影到X轴方向；

3）取投影后n+1刀预期推移点坐标Y值最大的推移点为最超前点，对应Y值为Y1；Y值最小的推移点为最滞后点，对应Y值为Y2；

4）根据Y1-Y2与Dmax-Dmin的大小，判断是一刀调直还是多刀调直；

若Y1-Y2=Dmax-Dmin，则进行一次调直，第n+1刀参考目标直线为Y=Y2+Dmax的水平直线，即经最滞后点向前移最大移架距离的水平直线，第n+1刀割煤过程中移架量M为Y2+Dmax-Y，若部分超前支架移架量M=Dmin，则M=Dmin；

若Y1-Y2Dmax-Dmin，则需要多刀调直，第n+1刀参考目标直线为Y=Y1+Dmin的水平直线，即经最超前点向前移最小移架距离的水平直线，第n+1刀割煤过程中移架量为Y1+Dmin-Y，若部分滞后支架移架量M=Dmax，则M=Dmax；

S5：调直结束。

2.根据权利要求1所述的基于惯导系统的综采工作面连续调直方法，其特征在于：所述步骤S2.1中端头标志点、端尾标志点根据液压支架的整体长度进行设置，其中端头标志点设置在距离端头液压支架10-15米范围内的液压支架的中点位置，端尾标志点设置在距离端尾液压支架10-15米范围内的液压支架的中点位置；

采煤机行走的完整轮廓曲线为：当采煤机从端头向端尾移动，本刀采煤机轨迹起始点为上一刀到达端头标志点后第一个折返点，本刀采煤机轨迹终止点为本刀到达端尾标志点后第一个折返点。