[發明專利]一種采煤機三維定位檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201210408210.5
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102997914A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 李威;羅成名;王禹橋;楊雪鋒;樊啟高;范孟豹;楊海
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01C21/12
• 分類號: G01C21/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

1.一種采煤機三維定位檢測裝置，其特征在于：定位檢測裝置包括，采煤機機身、無線定位傳感器、解算頻率測量單元、無線標簽傳感器、高度檢測傳感器、加速度傳感器、定位微處理單元和防爆外殼；在采煤機機身固定無線定位傳感器、解算頻率測量單元和加速度傳感器，在液壓支架頂梁下固定無線標簽傳感器和高度檢測傳感器，在采煤機機身上安裝定位微處理單元及防爆外殼。

2.一種采煤機三維定位檢測方法，其特征在于：對無線標簽傳感器基準坐標值進行計算，解算頻率測量單元根據加速度測量值動態調整定位周期，同時利用無線定位傳感器和無線標簽傳感器間無線脈沖信號，對采煤機機身和液壓支架間的距離和角度進行檢測，將獲得的數據傳輸給定位微處理單元，經定位算法解算得到采煤機的三維坐標值，隨著采煤機的移動，能夠實現采煤機在整個綜采工作面的定位，具體步驟為：?

1）采用高度檢測傳感器實時檢測液壓支架上的支護高度，結合液壓支架間的中心間距，經坐標變換得到液壓支架上無線標簽傳感器的基準坐標值；

2）采用加速度傳感器測量采煤機加速度，解算頻率測量單元根據采煤機移動快慢計算定位解算頻率，來動態調整定位周期，從而調度無線定位傳感器與其通信范圍內的無線標簽傳感器進行無線通信，形成一個定位單元；

3）利用無線定位傳感器與無線標簽傳感器間無線脈沖信號，實現采煤機與液壓支架之間到達時間和到達角度的測量，并對數據進行衰減記憶濾波，提高新測量數據的作用及抑制舊數據的影響，得到采煤機與液壓支架之間的距離和角度；

4）結合無線標簽傳感器的基準坐標以及采煤機與液壓支架之間的距離和角度，建立關于采煤機位置的非線性方程，以采煤機在刮板輸送機上運行軌跡為邊界約束條件，在無線標簽傳感器基準坐標位置誤差以及無線測距誤差等多種誤差源下進行基于西格瑪點卡爾曼濾波的非線性方程求解，得到采煤機三維坐標。