[發明專利]一種礦用掘進機位姿監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 202010692933.7
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111780666A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 賀文海;郭仲宇
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C11/00;G01C11/02;G06T7/80;G05D3/10
• 代理公司: 西安吉順和知識產權代理有限公司 61238
• 代理人: 韓景云

1.一種礦用掘進機位姿監測系統，其特征是：包括安裝于掘進機的攝像機4，以及掘進機后方的三個燈，所述攝像機4在任意時刻都能拍攝三個燈，以此測量掘進機機身的位置與姿態參數；

其中，機身的位置參數是指機身沿世界坐標系O_w-X_wY_wZ_w中三個坐標軸的平移量，姿態參數是指機身繞世界坐標系O_w-X_wY_wZ_w中三個坐標軸的轉動角度。

2.根據權利要求1所述的一種礦用掘進機位姿監測系統，其特征是：還包括上電機3和下電機2，所述攝像機4安裝于上電機3上，上電機3安裝于下電機2上，下電機2安裝于掘進機1的機身上；攝像機4可繞上電機3和下電機2的軸轉動，在掘進機后方安裝有三個不同顏色的燈。

3.根據權利要求1所述的一種礦用掘進機位姿監測系統，其特征是：三個不同顏色的燈分別為藍色燈5、紅色燈6、綠色燈7，藍色燈5、紅色燈6、綠色燈7構成的三角形分布，測量過程中，上電機3及下電機2的軸分別轉動，帶動攝像機4運動，使攝像機4的鏡頭的主光軸指向藍色燈5、紅色燈6、綠色燈7所構成的三角形的形心位置，以此保證攝像機4在任意時刻都能拍攝藍色燈5、紅色燈6、綠色燈7。

4.根據權利要求1所述的一種礦用掘進機位姿監測系統，其特征是：攝像機4通過USB總線與上位機連接，工作過程中，控制電路通過驅動上電機3、下電機2帶動攝像機4運動，從而保證攝像機4的主光軸能夠指向三個燈所構成的三角形的形心附近；攝像機4獲取包括藍色燈5、紅色燈6、綠色燈7的圖像，生成包括藍色燈5、紅色燈6、綠色燈7的彩色圖片；然后，提取攝像機4所拍攝的一幀彩色圖片，作為原圖像。

5.根據權利要求4所述的一種礦用掘進機位姿監測系統，其特征是：控制電路包括：微控制器STM32F103ZET6、電機驅動器L298N、光電編碼器MG513BP30，光電編碼器MG513BP30分別與上電機3、下電機2一體式安裝，上電機3與下電機2為永磁有刷直流減速電機；光電編碼器MG513BP30轉動一周輸出的脈沖數為15000個，微控制器STM32F103ZET6與上位機以串行方式通信。