超宽带技术掘进机自主定位定向方法

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1、第40卷第11期煤炭学报Vol．40No．112015年11月JOUＲNALOFCHINACOALSOCIETYNov．2015符世琛，李一鸣，杨健健，等．基于超宽带技术的掘进机自主定位定向方法研究［J］．煤炭学报，2015，40(11):2603－2610．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2015．7064FuShichen，LiYiming，YangJianjian，etal．Ｒesearchonautonomouspositioningandorientationmethodofroadheaderb

2、asedonUltraWide-Bandtechnology［J］．JournalofChinaCoalSociety，2015，40(11):2603－2610．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2015．7064基于超宽带技术的掘进机自主定位定向方法研究符世琛，李一鸣，杨健健，贾文浩，陶云飞，宗凯，张敏骏，吴淼(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083)摘要:针对煤矿井下综掘工作面的实际工况，提出了一种基于超宽带定位技术的悬臂式掘进机自主定位定向方法，建立了该方法的数学计算模型及误差随距离

3、分布模型，并验证了该方法的可行性。分析结果表明:在满足煤炭巷道成型标准的情况下，该系统的自主探测范围可达400m左右。为了进一步提高自主测量范围，提出了一种定位基站自主标定方法，可实现掘进机巡航参数的跟随性测量，减少综掘人员的井下作业时间。该项研究可有效防止因偏掘引起的巷道错位，实时提供掘进机位置状态及位姿参数，为实现掘进机自主巡航奠定基础，满足深部危险煤层开采的无人化需求。关键词:超宽带;掘进机;自主巡航;定位定向中图分类号:TD421.5文献标志码:A文章编号:0253－9993(2015)11－2603－08Ｒesea

4、rchonautonomouspositioningandorientationmethodofroadheaderbasedonUltraWide-BandtechnologyFUShi-chen，LIYi-ming，YANGJian-jian，JIAWen-hao，TAOYun-fei，ZONGKai，ZHANGMin-jun，WUMiao(SchoolofMechanicalElectronic＆InformationEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Be

5、ijing)，Beijing100083，China)Abstract:Inviewoftheactualworkingconditionsofminingfaceinundergroundcoalmine，anewmethodofautono-mouspositioningandorientationofroadheaderbasedonUltraWide-Band(UWB)rangingtechniquewasproposed．Amathematicalmodelandanerrordistributionmodelha

6、dbeendevelopedtoverifythefeasibilityofthemethod．Theanalysisresultsshowthattheeffectivedetectionrangeofthesystemcanreach400mwhenitmeetstheformingstand-ardsofcoaltunnel．Inordertofurtherimprovetherangeofautonomousmeasurement，anewmethodofself-calibrationofbasestationwa

7、sproposed，whichcanrealizethefollowingmeasurementofthecruiseparametersoftheroadheaderandreducetheundergroundstafftimesignificantly．Thisresearchcaneffectivelypreventthedislocationcausedbythepartialexcavation，offerthepositionandposeparametersoftheroadheaderinrealtime，

8、provideafoundationtorealizeautonomouscruise，andmeettheneedsofunmannedminingindeepdangerouscoalseam．Keywords:UltraWide-Band;roadheader;autonomousc