[发明专利]一种连采机惯性导航定位定向方法

摘要

本发明一种连采机惯性导航定位定向方法，通过惯导系统的测量，向上位机返回此时采煤机的位置信息和姿态，实时反映出采煤机工作时直线度的信息；捷联式惯性导航系统的光纤陀螺仪和加速度计直接采集采煤机在惯性空间的转动角速度的和线性加速度，经过积分运算得到轨道采煤机的运动速度、航线、姿态和位置信息。利用安装与采煤机行走部的里程计测量其行走速度与距离。且通过快速卡尔曼快速滤波算法对导航系统测得信息和里程计测得的信息进行融合。再以航位角推算原理解析出采煤机实时位置和姿态信息，根据实时位置和姿态信息对采煤机掘进方向进行实时修正，保证采煤机按照既定直线掘进。该方法测量结果精确，结构简单。

主权项

1.一种连采机惯性导航定位定向方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤一：将捷联惯导系统和里程计分别安装在采煤机的顶部和运动部，并确定采煤机的初始信息，包括初始东北天坐标系下位置坐标以及采煤机姿态信息；步骤二：晃动基座下，采用惯性系对准方法，确定采煤机的初始姿态信息，即姿态矩阵初始值步骤三：通过安装在采煤机运动部的里程计测量出采煤机的位移信息，并在以一个采样周期T内的平均速度作为采煤机里程计输出的速度信息；步骤四：惯导系统中光纤陀螺及加速度计实时测量采煤机运动角速度和加速度信息，通过时间积分更新姿态矩阵及速度信息；步骤五：根据惯导系统中光纤陀螺和加速度计测量的采煤机运动信息即煤机运动角速度和加速度信息，得到系统状态方程；步骤六：根据里程计输出的速度信息，得到系统量测方程；步骤七：使用快速卡尔曼滤波算法，对惯导系统测得速度信息和里程计测得速度信息进行数据融合，得到更精确的采煤机速度信息；实时估计并修正传感器误差、姿态误差及速度误差，从而得到更精确的采煤机运动信息即采煤机工作过程中的速度和姿态信息；步骤八：通过步骤七得到的高精度的采煤机运动信息，使用航位推算原理，得到采煤机位于东北天坐标系下的实时位置信息；步骤九：根据步骤八得到实时位置信息和步骤七得到的高精度的采煤机运动信息，与既定的目标运动轨迹进行比较，并将误差返回给系统，系统根据误差信息对采煤机的姿态进行控制，使其按既定轨迹运动。