申请/专利权人：北斗天地股份有限公司

申请日：2020-12-07

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN114662259B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06T15/00;G06T7/73;G06T7/10;G01D21/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2022.07.12#实质审查的生效;2022.06.24#公开

摘要：本公开提供了一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法及系统，能够解决采煤机的精确自主定位问题。该方法包括：构建采煤机三维模型和采煤机动态补偿模型；接收高精度惯导设备采集的机身三维位置信息和定位模块采集的截割机构二维位置信息；将机身三维位置信息输入采煤机三维模型得到截割机构虚拟位置信息；将二维位置信息和截割机构虚拟位置信息输入采煤机动态补偿模型得到截割机构的实时状态参数和虚拟状态参数；基于实时状态参数和虚拟状态参数的差值调整采煤机三维模型，在采煤机三维模型中得到采煤机三维定位信息。该系统基于上述的方法。本公开利用截割机构的位置信息补偿高精度惯导模块的定位误差，实现采煤机在煤层环境中的实时定位。

主权项：1.一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法，其特征在于，包括：构建采煤机三维模型和采煤机动态补偿模型；接收高精度惯导设备实时采集的机身三维位置信息和定位模块实时采集的截割机构二维位置信息；将所述机身三维位置信息输入所述采煤机三维模型得到截割机构虚拟位置信息；将所述二维位置信息和所述截割机构虚拟位置信息输入所述采煤机动态补偿模型，得到截割机构的实时状态参数和虚拟状态参数；基于实时状态参数和虚拟状态参数的差值调整所述采煤机三维模型，在所述采煤机三维模型中得到采煤机三维定位信息；所述构建所述采煤机三维模型，包括：获取采煤机周围的三维环境数据；基于所述三维环境数据，提取采煤机周围的参照物轮廓；将所述参照物轮廓与预先采集的煤层信息和巷道信息进行匹配；根据匹配结果构建采煤机三维模型；所述构建所述采煤机动态补偿模型，包括：基于非线性系统构建定量补偿模型；收集采煤机至少三个维度的补偿数据和非补偿数据，人工标记并机器扩展所述补偿数据，得到扩展补偿参数；基于扩展补偿参数训练定量补偿模型；利用补偿数据和非补偿数据验证定量补偿模型；所述将所述机身三维位置信息输入所述采煤机三维模型得到截割机构虚拟位置信息，包括：将机身三维位置信息中采煤机的速度、位置姿态和行进方向输入所述采煤机三维模型；将机身三维位置信息中当前采掘深度、采煤机轨道位置、煤柱厚度、煤层厚度输入所述采煤机三维模型；基于采煤机的速度、位置姿态和行进方向以及当前采掘深度、采煤机轨道位置、煤柱厚度、煤层厚度，计算出当前截割煤块的位置参数和体积参数；根据截割煤块的位置参数和体积参数，模拟出截割机构的虚拟位置信息；所述将所述二维位置信息和所述截割机构虚拟位置信息输入所述采煤机动态补偿模型，得到截割机构的实时状态参数和虚拟状态参数，包括：从所述截割机构虚拟位置信息中提取出对应所述二维位置信息的二维虚拟信息；将所述二维位置信息输入所述采煤机动态补偿模型，得到截割机构的实时状态参数；将所述二维虚拟信息输入所述采煤机动态补偿模型，得到截割机构的虚拟状态参数；所述基于实时状态参数和虚拟状态参数的差值调整所述采煤机三维模型，在所述采煤机三维模型中得到采煤机三维定位信息，包括：将实时状态参数和虚拟状态参数逐一对应；计算每个参数的偏差；根据偏差得到所述二维位置信息和所述截割机构虚拟位置信息的相对误差；根据相对误差在所述采煤机三维模型中补偿采煤机位置姿态的最大定位误差，得到补偿后的采煤机三维定位信息；根据补偿后的采煤机三维定位信息，获取采煤机的三维定位信息。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北斗天地股份有限公司 一种基于高精度惯导的采煤机三维定位方法及系统

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