面向掘进机的超宽带位姿检测系统精度分析

作     者：符世琛 李一鸣 宗凯 张敏骏 吴淼 Fu Shichen;Li Yiming;Zong Kai;Zhang Minjun;Wu Miao

作者机构：中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2017年第38卷第8期

页      面：1978-1987页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB046306)项目资助 

主　　题：悬臂式掘进机 狭长封闭巷道 超宽带位姿检测 精度分析 

摘      要：为实现悬臂式掘进机的无人化作业,提出了一种基于超宽带(UWB)测距技术的位姿检测方法;通过分析悬臂式掘进机工况环境及局域定位技术原理,设计了UWB位姿检测系统,该系统利用4个搭载UWB模块的移动基站机器人对机身节点进行测距,经过解算测距信息得到掘进机位姿参数;并开展了狭长封闭巷道中的UWB测距精度验证实验,仿真分析了基于直接解析法和基于Caffery算法的系统位姿精度。研究表明UWB模块在狭长封闭巷道中的测距精度可达2 cm,系统三轴定位精度在10~95 m的狭长封闭空间中从4 mm^3 cm呈线性增加,系统航向角、俯仰角、横滚角精度从0.2°~1.5°呈线性增加,满足悬臂式掘进机位姿检测精度要求,为掘进机自主巡航的实现提供了基础。