基于捷联惯导与差速里程计的掘进机组合定位方法

摘要：

掘进机自主精确定位是实现掘进工作面智能化乃至无人化的关键,捷联惯导与里程计组合是一种较理想的掘进机定位方案.针对捷联惯导定位误差随时间累计、单里程计位姿感知能力有限等问题,在捷联惯导定位的基础上引入差速里程计作为辅助定位,提出了一种基于捷联惯导与差速里程计的掘进机组合定位方法.该方法的实现由基于捷联惯导的位姿感知、基于差速里程计的航位推算、基于卡尔曼滤波的数据融合3个部分组成:通过捷联惯导获得导航坐标系下掘进机参考位移与姿态角;由2个分别安装于掘进机左右履带的里程计组成差速里程计,通过差速里程计对掘进机进行航位推算;根据捷联惯导与差速里程计的误差方程设计卡尔曼滤波器,并以捷联惯导与差速里程计得到的掘进机位姿数据之差作为卡尔曼滤波器输入,以卡尔曼滤波器输出值对捷联惯导数据进行校正与补偿.将里程计数据有效性判断融入组合定位方法中,避免了履带打滑对定位精度的影响.在模拟巷道进行了掘进机定位实验,结果表明:该组合定位方法测得的掘进机航向角误差能够控制在0.6°以内,位置误差能够控制在0.19 m以内,具有较高的定位精度.

关键词：掘进机定位、捷联惯导、差速里程计、位姿感知、航位推算、卡尔曼滤波

所属期刊栏目：48

分类号：TD632.2(矿山电工)

资助基金：国家重点研发计划;山西省揭榜招标项目;山西省重点研发计划项目

在线出版日期：2022-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：148-156