基于iGPS的掘进机单站位姿测量方法

摘要

本发明涉及一种基于iGPS的掘进机单站位姿测量方法，安装单站多点分时测量平台至掘进工作面后方巷道顶板适宜位置处，机载接收器及任务处理器均固定安装在掘进机机身上，解算计算机放置在巷道后方等安全位置处。发射站在自动旋转装置作用下绕O₁轴旋转从而移动到不同位置处并均发射扇面激光信号和同步脉冲光信号，各个机载接收器接收不同位置处发射站发出的光信号并转化为电信号传至任务处理器，最后由解算计算机求解出各个机载接收器在全局坐标系中的位置坐标实现空间定位，再通过已知的各个机载接收器位置坐标计算得出掘进机机身的姿态参数。本发明通过单台发射站即可完成掘进机机身的位姿测量，成本低，精度高且操作方便。

主权项

本发明公开了一种基于iGPS的掘进机单站位姿测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)安装iGPS单站多点分时测量平台至距掘进工作面一定距离的巷道后方顶板适宜位置处，3台机载接收器固定安装在掘进机机身上且安装位置不共线，任务处理器固定安装掘进机机身上且靠近机载接收器安装位置处，解算计算机放置在巷道后方或控制室等安全位置处；(2)建立巷道坐标系OXYZ及发射站初始位置坐标系O₀X₀Y₀Z₀，以巷道坐标系作为全局坐标系，标定发射站在全局坐标系中的初始位置坐标值(x₀,y₀,z₀)；(3)发射站在自动旋转装置作用下绕O轴旋转从而移动到不同位置处，并在不同位置处均向测量空间发射扇面激光信号和同步脉冲光信号，通过自动旋转装置中的编码器测得机械臂实时转过的角度，结合机械臂的长度可算出发射站在全局坐标系中的实时位置坐标(x_i,y_i,z_i)及实时位置坐标系O_iX_iY_iZ_i；(4)各个机载接收器将接收到的不同位置处发射站发出的光信号经转化传至任务处理器，并解算出机载接收器在不同发射站坐标系下的角度信息，最后由解算计算机求解出各个机载接收器在全局坐标系中的位置坐标实现空间定位；(5)各个机载接收器在全局坐标系中的位置坐标求解得出后，通过两两组合便可计算得出掘进机机身的姿态参数。