面向掘进机的超宽带位姿协同检测方法

作     者：符世琛 成龙 陈慎金 王鹏江 宗凯 吴淼 FU Shichen;CHENG Long;CHEN Shenjin;WHANG Pengjiang;ZONG Kai;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：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2018年第43卷第10期

页      面：2918-2925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] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB046306) 国家自然科学基金资助项目(51874308) 

主　　题：掘进机 TDOA Chan算法 泰勒展开 精度分析 位姿检测 

摘      要：为符合安全高效生产对掘进机作业的要求,提出了一种面向掘进机的超宽带位姿协同检测方法。依据TDOA(波达时间差)定位原理及P440模块的测距信息建立定位模型,利用协同定位算法得到定位点坐标的最终估计值。对比Chan算法与协同算法的定位点仿真分布,并分析协同算法的三轴定位精度。建立了空间全断面定位误差场,得出协同算法的空间定位精度变化规律。对机身定位点进行布局设计,解算得到掘进机的姿态角。结果表明:在90 m范围内,协同算法的Y轴定位误差基本上可以保持2 mm,而X轴、Z轴定位误差由0. 4至4 cm呈线性增加。随测量距离的增大,在巷道X-Y断面上,定位误差呈线性增加;在巷道X-Z断面上,定位误差的随机性增加。姿态角误差均由0. 2°至1. 5°呈线性增加,满足掘进机位姿检测精度的需求。