一种采煤机三维定位检测装置及方法

摘要

一种采煤机三维定位检测装置及方法，属于采煤机的三维定位及方法。定位检测装置包括采煤机机身、无线定位传感器、解算频率测量单元、无线标签传感器、高度检测传感器、加速度传感器、定位微处理单元和防爆外壳；采用高度检测传感器测量液压支架支护高度，来对无线标签传感器基准坐标进行计算，解算频率测量单元根据加速度测量值来动态调整定位周期，采用无线定位传感器与无线标签传感器间的信号到达时间和到达角度，确定采煤机与液压支架间的距离和角度，经定位算法解算得到采煤机三维坐标。无线脉冲信号在工作面非视距环境传输容易受到影响，对无线脉冲信号非视距环境下鉴别与滤波，在提高无线测距精度的基础上提高采煤机定位精度。

主权项

一种采煤机三维定位检测方法，其特征在于：对无线标签传感器基准坐标值进行计算，解算频率测量单元根据加速度测量值动态调整定位周期，同时利用无线定位传感器和无线标签传感器间无线脉冲信号，对采煤机机身和液压支架间的距离和角度进行检测，将获得的数据传输给定位微处理单元，经定位算法解算得到采煤机的三维坐标值，随着采煤机的移动，能够实现采煤机在整个综采工作面的定位，具体步骤为：1）采用高度检测传感器实时检测液压支架上的支护高度，结合液压支架间的中心间距，经坐标变换得到液压支架上无线标签传感器的基准坐标值；2）采用加速度传感器测量采煤机加速度，解算频率测量单元根据采煤机移动快慢计算定位解算频率，来动态调整定位周期，从而调度无线定位传感器与其通信范围内的无线标签传感器进行无线通信，形成一个定位单元；3）利用无线定位传感器与无线标签传感器间无线脉冲信号，实现采煤机与液压支架之间到达时间和到达角度的测量，并对数据进行衰减记忆滤波，提高新测量数据的作用及抑制旧数据的影响，得到采煤机与液压支架之间的距离和角度；4）结合无线标签传感器的基准坐标以及采煤机与液压支架之间的距离和角度，建立关于采煤机位置的非线性方程，以采煤机在刮板输送机上运行轨迹为边界约束条件，在无线标签传感器基准坐标位置误差以及无线测距误差多种误差源下进行基于西格玛点卡尔曼滤波的非线性方程求解，得到采煤机三维坐标。