[發(fā)明專利]基于激光雷達的綜采工作面成套設(shè)備偏移監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910968772.7
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110658528A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田瑩;張強;劉思遠;張坤
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/88
• 代理公司: 11017 北京華夏正合知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳曉寧;張麗萍

1.基于激光雷達的綜采工作面成套設(shè)備偏移監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過安裝在刮板輸送機兩端的激光雷達對巷道壁和煤壁進行掃描，獲取巷道壁與煤壁的點云數(shù)據(jù)；

步驟2：對獲取的原始點云數(shù)據(jù)進行去噪，去除孤立點和噪聲；

步驟3：對當前獲取的點云數(shù)據(jù)及已有點云數(shù)據(jù)進行特征點提取；

步驟4：對提取的特征點進行初始匹配，并采用隨機一致性方法剔除誤匹配特征點，生成連接點；

步驟5：對已有點云數(shù)據(jù)和當前實測點云數(shù)據(jù)進行基于上述匹配特征點的拼接；

步驟6：利用已有點云特征點的全局坐標和當前掃描點云的局部坐標進行坐標轉(zhuǎn)換，采用特征點距離作為權(quán)重，通過加權(quán)總體最小二乘法進行求解，得到當前點云坐標相對于全局坐標系的旋轉(zhuǎn)和平移量，獲取當前成套設(shè)備在全局坐標系下的位置；

步驟7：將當前獲取的點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至全局坐標系下，完成點云數(shù)據(jù)的自動拼接，進而建立巷道與成套設(shè)備三維模型；

步驟8：基于激光雷達在全局坐標系下的位置，通過事先標定好的安裝位置，經(jīng)過平移，得到激光雷達在全局坐標系下的位置；

步驟9：結(jié)合激光雷達幾何結(jié)構(gòu)及最終定位結(jié)果，以巷道與煤壁的三維模型為參考，獲取當前激光雷達位置與左右側(cè)壁及煤壁間的距離；

步驟10：根據(jù)最終全局定位結(jié)果給出調(diào)整參數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于激光雷達的綜采工作面成套設(shè)備偏移監(jiān)測方法，其特征在于，在初始位置時檢測激光雷達與兩側(cè)巷道壁之間的距離，將其記錄為L，實時監(jiān)測的激光雷達與巷道壁間的距離記為l，系統(tǒng)進行計算偏移量a＝L-l，若右側(cè)輸出a值為負，表示成套設(shè)備已經(jīng)向左發(fā)生偏移，然而左側(cè)a值并未發(fā)生變化，出現(xiàn)輸出的a值長期一側(cè)為零另一側(cè)不為零的情況，將這種情況定義為異常情況，說明不為零的一側(cè)在初始位置時巷道壁存在著大面積的平面凹陷，將該側(cè)在推溜過程中的l值重新調(diào)取，選擇另一側(cè)輸出a值為零的情況下，該側(cè)距離l長期處于的數(shù)值，定義該數(shù)值為L，將新的L重新輸入計算機系統(tǒng)進行運算；

在新的運算條件下，兩側(cè)輸出的a值進行求和，若出現(xiàn)a不為零，求和后結(jié)果為零時，則說明成套設(shè)備存在上躥下滑問題，同理，若右端a值為正，然而左側(cè)a值并未發(fā)生變化，則說明存在大面積的平面凸起，該情況也定義為異常情況，需重新定義L值進行運算；

最終，利用a值進一步判斷偏移的方向，若a為正值說明該側(cè)正在靠近巷道壁，若a值為負說明該側(cè)正在遠離巷道壁，通過a值正負合理的進行調(diào)整，消除成套設(shè)備的偏移。