CN104612682B - 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 - Google Patents
一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104612682B CN104612682B CN201410749250.5A CN201410749250A CN104612682B CN 104612682 B CN104612682 B CN 104612682B CN 201410749250 A CN201410749250 A CN 201410749250A CN 104612682 B CN104612682 B CN 104612682B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- uwb
- coal
- wireless communication
- wideband wireless
- super wideband
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 95
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
- E21C35/08—Guiding the machine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准方法及装置，包括采煤机机身、采煤机定位装置、定位装置防爆外壳、上位机、四个超宽带无线通讯UWB传感器和POE交换机；在采煤机机身上固定定位装置防爆外壳；定位装置防爆外壳内有接采煤机定位装置；采煤机定位装置中包括UWB定位标签；超宽带无线通讯UWB传感器等间距固定在端头处的液压支架上；超宽带无线通讯UWB传感器通过POE交换机与上位机连接。本发明利用超宽带无线通讯UWB进行精确校准抗干扰能力强，传输速率高，具有更高的带宽、更低的功耗并能提供井下采煤机的精确定位，安全可靠且易于安装、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种采煤机绝对位置精确校准的方法及装置，特别是一种基于UWB对采煤机绝对位置进行精确校准的方法及装置。
背景技术
煤炭资源是我国的主要能源，对煤炭资源的合理开采和利用是当前采矿业健康发展的前提。在煤炭资源的开采过程中，采煤机是井下作业重要的设备之一。当前，在综采工作面进行正常的采煤作业时，采煤机、刮板输送机和液压支架的联动在很多情况下依旧采用人工方式进行操作，但若要实现整个过程的自动化，必须实现采煤机、刮板运输机和液压支架的三机联动自动化。同时，由于我国煤田地质条件复杂，井下开采环境恶劣，生产条件艰苦等问题突出，这对于采煤机操作和运行提出了更高层次的要求。而无论是三机联动自动化还是采煤机开采过程，对采煤机绝对位置的精确校准是完成采煤作业的重要基础。由于是井下作业，一些我们常用的校准方式往往无法满足当前精确校准的需求，随着现代化科技的发展，超宽带无线定位***(UWB)研究的逐步加深，使得对采煤机绝对位置的精确校准成为可能。
超宽带(UWB)技术，又称冲击无线电(Impulse Radio)技术，是目前比较先进的无线通讯技术。它实现了短距离内超宽带、高速的数据传输，同时UWB技术的调制方式以及采用的多址技术等特点使它相比于其他无线通信技术具有更宽的带宽、高速的数据传输、低的功耗、安全性能高等特点，因此引起了人们的重视。UWB技术逐渐成为无线通信领域研究开发的一个热点，并被视为下一代无线通信的关键技术。对于红外、蓝牙、无线、bigbee等方法，由于红外必须在可视范围内测量，蓝牙技术相对而言并没有完全成熟，并且通讯速率低，无线和bigbee主要作为短距离内的通讯且可靠性低，不稳定，因此往往造成精度达不到需求。UWB技术相对于这些方式，具有精度高的优点。
在采煤机的传统校准方式中，往往不能够实现精确校准，存在固有误差。这是由于矿井下环境恶劣，测量的精度往往会受到井下各种条件的限制，不能实现精确校准的要求。当前，煤矿井下一般采用的采煤机定位方式主要有齿轮计数法、红外对射法、超声波反射法、无线传感网络采煤机定位法及纯惯性导航法。其中，采煤机齿轮计数定位法是通过对行走部齿轮转动的圈数进行计数，并依据液压支架来定位出采煤机的位置。这种方法比较简单，成本低，但由于采煤机在作业过程中是沿着工作面横向及纵向运动，而齿轮计数法只能确定采煤机行走路程，因此造成定位不精确，产生很大误差。红外对射定位法则是在采煤机机身安装红外发射装置，在液压支架固定有红外接收装置，在采煤机作业过程中，通过接收装置对接收信号强弱的分析，从而判断采煤机具***置。采用这个方法的缺点是不能连续的检测采煤机的位置，同时红外信号的发射和接收必须处于同一水平面，否则很难有效的接收信号，因此在实际的井下环境中，由于干扰因素众多，往往也不能精确定位。纯惯性定位法是利用加速度计和陀螺仪得出采煤机的轴加速度及轴角速度，然后通过算法来确定采煤机的位置。这种方法缺点是由于陀螺仪和加速度计存在漂移，采煤机在工作过程中有很强烈的震动，因此精度很难保证，也无法实现对采煤机的绝对定位。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于UWB对采煤机绝对位置进行精确校准的方法及装置，实现对采煤机的精确定位。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准装置，包括采煤机机身1、采煤机定位装置2、定位装置防爆外壳3、上位机5、若干个超宽带无线通讯UWB传感器6和POE交换机10；在采煤机机身1上固定连接定位装置防爆外壳3；所述定位装置防爆外壳3内连接采煤机定位装置2；所述采煤机定位装置2中包括UWB定位标签4；所述超宽带无线通讯UWB传感器6等间距固定在采煤机运行的端头处的液压支架上；所有超宽带无线通讯UWB传感器6均通过POE交换机10与上位机5连接。
进一步的，超宽带无线通讯UWB传感器6与POE交换机10采用屏蔽线连接。
一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准方法，包括如下步骤：
1)、根据矿井下巷道分布及采煤环境，在采煤机运行的端头处的液压支架上布置若干个超宽带无线通讯UWB传感器6；在采煤机定位装置2中放置UWB定位标签4；沿开采区域划定各个超宽带无线通讯UWB传感器6的信号收发区域；通过激光测距仪测量各个超宽带无线通讯UWB传感器6的绝对坐标；
2)、超宽带无线通讯UWB传感器6采用以太网供电方式；建立以太网，具体为：布置POE交换机10和上位机5，每个超宽带无线通讯UWB传感器6均通过POE交换机10与上位机5连接，且各个超宽带无线通讯UWB传感器6之间采用环形连接方式连接；
3)、所述上位机5接收到各个超宽带无线通讯UWB传感器6的发射信号，根据发射信号的波形最大值设定噪音阈值；根据各个超宽带无线通讯UWB传感器6的绝对坐标在上位机5中建立采煤机绝对位置精确校准模型；
4)、任意选取信号收发区域中一个点放置UWB定位标签4；采用AOA及TDOA结合的定位算法对UWB定位标签4定位，具体为：
41)由AOA方法得到UWB定位标签(4)和各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的角度关系；由TDOA定位方法测量UWB定位标签(4)接收到任意两个超宽带无线通讯UWB传感器(6)发射的定位信号的时间差；
42)根据步骤41)得到的所有时间差，采用双曲线定位算法计算出UWB定位标签4的位置；得到UWB定位标签4的位置后可测得该UWB定位标签4的高度以及该UWB定位标签4与各个超宽带无线通讯UWB传感器6之间的距离，将得到的距离和高度输送到采煤机绝对位置精确校准模型中，检测各个超宽带无线通讯UWB传感器6的位置与角度是否有偏差，进行校准；
5)、采煤机进行开采作业，超宽带无线通讯UWB传感器6将收集到的关于定位装置2中的UWB定位标签4数据信息传送给上位机5，由采煤机绝对位置精确校准模型中的数据处理***描绘采煤机定位装置2中的UWB定位标签4的绝对位置信息，即得到采煤机所处的精确位置。
6)、采煤机运行一次结束后，再次进行校准，重复步骤4)～步骤5)。
进一步的，所述步骤1)中：各个超宽带无线通讯UWB传感器6等间距的布置在采煤机运行的端头端头处的液压支架上同一侧同一高度位置，且布置高度大于步骤4)中布置的UWB定位标签4高度1m以上；各个超宽带无线通讯UWB传感器6基于铅垂线向下倾斜25度，在各个超宽带无线通讯UWB传感器6背面使用水平仪保证超宽带无线通讯UWB传感器6上端面水平。
进一步的，所述超宽带无线通讯UWB传感器6的数量为4个。
有益效果：本发明提供的一种基于UWB对采煤机绝对位置进行精确校准的方法及装置：
(1)采用超宽带无线定位***(UWB)，通过AOA与TDOA结合的方式最终实现对采煤机绝对位置进行精确校准。其中AOA指基于接收信号角度法，方位角定位测量，是测量信号从UWB定位标签发出到达超宽带无线通讯UWB传感器的发射波的角度，其中从UWB定位标签发射到超宽带无线通讯UWB传感器的过程中的径向线可以称为方向线，根据方向线来确定UWB定位标签和超宽带无线通讯UWB传感器角度关系。TDOA指到达时间差法，是测量不同超宽带无线通讯UWB传感器接收到同一UWB定位标签的定位信号的时间差，并由此计算出UWB定位标签到不同超宽带无线通讯UWB传感器的距离差，一般采用双曲线定位算法进行定位。
(2)如齿轮计数法、红外对射法、超声波反射法等传统的定位方式，由于是井下作业，受到矿井下各种恶劣、复杂的生产条件限制，同时受到井下地质环境的影响，往往不能够实现对采煤机精确定位，存在很大的误差，一些井上常用的定位方式也无法采用。选取UWB超宽带无线通讯***对采煤机绝对位置精确校准，利用了UWB本身的优势，其高带宽、低功耗、抗干扰能力强、传输速率高、频谱利用率高、***容量大、多径分辨率高等特点，保证了定位的精度，减少定位误差，给出采煤机绝对位置精确校准。本发明对采煤机绝对位置进行精确校准，提前规避了在生产过程中产生危险的情形，具有重要的参考价值和实际意义。本发明方法使用，安全可靠，安装和操作方便。
附图说明
图1是本发明超宽带无线通讯UWB传感器及UWB定位标签布置示意图；
图2是本发明采煤机绝对位置精确校准装置示意图；
图3是本发明超宽带无线通讯UWB传感器接线方式示意图；
图4是本发明超宽带无线通讯UWB传感器工作方式示意图；
图5是本发明超宽带无线通讯UWB传感器相互定位示意图；
图6是本发明采煤机绝对位置精确校准原理框图。
图中：1、采煤机机身；2、采煤机定位装置；3、定位装置防爆外壳；4、UWB定位标签；5、上位机；6、超宽带无线通讯UWB传感器，其中6-1为主传感器，6-2、6-3、6-4为从传感器；7、液压支架；8、刮板运输机；9、采空区；10、POE交换机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
UWB技术有以下几个重要的优点：
(1)、抗干扰性能强：UWB信号，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。(2)、传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十兆比特每秒到几百兆比特每秒，速率相比于其他方式有了极大的提高。(3)、带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几GHz，并且可以和目前的窄带通信***同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天。开辟了一种新的时域无线电资源。(4)、频谱利用率高，***容量大：因为不需要产生正弦载波信号，直接发射冲激序列，因而UWB***具有很宽的频谱和很低的平均功率，有利于与其他***共存，从而提高频谱利用率。(5)、发射功率低：在短距离的通信应用中，超宽带发射机的发射功率通常可做到低于1mW。这样有助于超宽带与现有窄带通信之间的良好共存，对于提高无线频谱的利用率具有很大的意义，更好的缓解日益紧张的无线频谱资源问题。(6)、多径分辨率极高：因为其采用的是持续时间极短的窄脉冲，所以其时间上和空间上的分辨率都是极强的，方便测距、定位、跟踪等活动的开展。
如图1为本发明UWB传感器及定位标签布置示意图；
一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准装置，包括采煤机机身1、采煤机定位装置2、定位装置防爆外壳3、上位机5、若干个超宽带无线通讯UWB传感器6和POE交换机10；在采煤机机身1上固定连接定位装置防爆外壳3；所述定位装置防爆外壳3内连接采煤机定位装置2；所述采煤机定位装置2中包括UWB定位标签4；所述超宽带无线通讯UWB传感器6等间距固定在采煤机运行的端头处的液压支架上；所有超宽带无线通讯UWB传感器6均通过POE交换机10与上位机5连接。
进一步的，超宽带无线通讯UWB传感器6与POE交换机10采用屏蔽线连接。
进一步的，包括如下步骤：
1)、根据矿井下巷道分布及采煤环境，在采煤机运行的端头处的液压支架上布置四个超宽带无线通讯UWB传感器6；在采煤机定位装置2中放置UWB定位标签4；任意选取一个超宽带无线通讯UWB传感器6作为采煤机运行的主传感器，其余三个超宽带无线通讯UWB传感器6作为从传感器；沿开采区域划定各个超宽带无线通讯UWB传感器6的信号收发区域；通过激光测距仪测量各个超宽带无线通讯UWB传感器6的绝对坐标；
2)、超宽带无线通讯UWB传感器6采用以太网供电方式；建立以太网，具体为：布置POE交换机10和上位机5，每个超宽带无线通讯UWB传感器6均通过POE交换机10与上位机5连接，以太网通过上位机5中的DHCP服务器，提供IP地址；各个超宽带无线通讯UWB传感器6之间采用环形连接方式连接；
环形连接方式连接超宽带无线通讯UWB传感器6，时间信号从主传感器任意端口输出，顺序输入到下一个从传感器的右上角端口处，该从传感器的其他接口为输出接口。
3)、上位机5收集超宽带无线通讯UWB传感器6发射的定位信号，上位机5中显示所有的定位信号，则确定以太网网络正常运行；所述上位机5接收到各个超宽带无线通讯UWB传感器6的发射信号，根据发射信号的波形最大值设定噪音阈值；根据各个超宽带无线通讯UWB传感器6的绝对坐标在上位机5中建立采煤机绝对位置精确校准模型；
4)、任意选取信号收发区域中一个点放置UWB定位标签4；采用AOA及TDOA结合的定位算法对UWB定位标签4定位，具体为：
41)由AOA方法得到UWB定位标签(4)和各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的角度关系；由TDOA定位方法测量UWB定位标签(4)接收到任意两个超宽带无线通讯UWB传感器(6)发射的定位信号的时间差；
42)根据步骤41)得到的所有时间差，采用双曲线定位算法计算出UWB定位标签4的位置；得到UWB定位标签4的位置后可测得该UWB定位标签4的高度以及该UWB定位标签4与各个超宽带无线通讯UWB传感器6之间的距离，将得到的距离和高度输送到采煤机绝对位置精确校准模型中，检测各个超宽带无线通讯UWB传感器6的位置与角度是否有偏差，进行校准；
AOA是指基于接收信号角度法，是测量信号从UWB定位标签4发出到超宽带无线通讯UWB传感器6的发射波的角度，其中从UWB定位标签4发射到超宽带无线通讯UWB传感器6的过程中的径向线可以称为方向线，根据方向线来确定UWB定位标签4和超宽带无线通讯UWB传感器6角度关系；TDOA指到达时间差法，是测量不同超宽带无线通讯UWB传感器6接收到UWB定位标签4的定位信号的时间差，并由此计算出UWB定位标签4到不同超宽带无线通讯UWB传感器6的距离差，一般采用双曲线定位算法进行定位。采用AOA及TDOA结合的方式，UWB定位标签4位置能被任意两个信息计算出来，比如一个TDOA和AOA或者是两个AOA，因此保证UWB定位标签4至少可以被两个超宽带无线通讯UWB传感器6同时接受到。通过TDOA和AOA额定位算法对超宽带无线通讯UWB传感器6进行校准。
5)、采煤机进行开采作业，超宽带无线通讯UWB传感器6将收集到的关于定位装置2中的UWB定位标签4数据信息传送给上位机5，由采煤机绝对位置精确校准模型中的数据处理***描绘采煤机定位装置2中的UWB定位标签4的绝对位置信息，即得到采煤机所处的精确位置。
6)、采煤机运行一次结束后，再次进行校准，重复步骤4)～步骤5)。
进一步的，所述步骤1)中：各个超宽带无线通讯UWB传感器6等间距的布置在采煤机运行的端头端头处的液压支架上同一侧同一高度位置，且布置高度大于步骤4)中布置的UWB定位标签4高度1m以上；各个超宽带无线通讯UWB传感器6基于铅垂线向下倾斜25度，在各个超宽带无线通讯UWB传感器6背面使用水平仪保证超宽带无线通讯UWB传感器6上端面水平。
图3是超宽带无线通讯UWB传感器6的连线方式，采用环形连接方式连接；时间信号从主传感器任意端口输出，必须顺序输入到下一个从传感器的右上角端口处，从传感器的其他接口为输出接口，其连接线为带屏蔽的网线，主传感器作为时间源保证时间同步。选用以太网供电方式，每个超宽带无线通讯UWB传感器6通过网线与POE交换机10接口连接，建立以太网。POE交换机通过网线与上位机相连，通过DHCP服务器，提供IP地址。
图4为超宽带无线通讯UWB传感器6定位的基本原理，即通过AOA及TDOA方式对UWB定位标签4进行定位。a1、a2为方位角，即AOA定位方式所要测量的角度。T1、T2为UWB定位标签4到达两个超宽带无线通讯UWB传感器6的时间，T＝T1-T2为到达时间差，即TDOA方式所要测量的到达时间差。
图5是在采煤机开采过程中，四个超宽带无线通讯UWB传感器6由于布置在端头处的液压支架上，并且会随着液压支架的移动而移动，设置在采煤机运行的端头位置处超宽带无线通讯UWB传感器作为固定基站。在采煤机开采过程中每回采一次，其中的一个超宽带无线通讯UWB传感器6会随着其布置所在的液压支架移动，因此每次移动后都用3个没有移动的超宽带无线通讯UWB传感器6去确定移动后的超宽带无线通讯UWB传感器6的坐标；所以用3个未移动的超宽带无线通讯UWB传感器6确定移动后的超宽带无线通讯UWB传感器6的绝对坐标。
图6是本发明采煤机绝对位置精确校准原理框图。即选取超宽带无线通讯UWB传感器6作为***的基础，首先是在井下布置超宽带无线通讯UWB传感器6，通过在上位机5建立采煤机绝对位置精确校准模型实现对超宽带无线通讯UWB传感器6的管理，在采煤机回采过程中，超宽带无线通讯UWB传感器6接受UWB定位标签信号将数据传输给上位机，由上位机5对信号管理及数据处理，最终得到采煤机绝对位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准方法，包括采煤机机身(1)、采煤机定位装置(2)、定位装置防爆外壳(3)、上位机(5)、若干个超宽带无线通讯UWB传感器(6)和POE交换机(10)；在采煤机机身(1)上固定连接定位装置防爆外壳(3)；所述定位装置防爆外壳(3)内连接采煤机定位装置(2)；所述采煤机定位装置(2)中包括UWB定位标签(4)；所述超宽带无线通讯UWB传感器(6)等间距固定在采煤机运行的端头处的液压支架上；所有超宽带无线通讯UWB传感器(6)均通过POE交换机(10)与上位机(5)连接，其特征在于：包括如下步骤：
1)、根据矿井下巷道分布及采煤环境，在采煤机运行的端头处的液压支架上布置若干个超宽带无线通讯UWB传感器(6)；在采煤机定位装置(2)中放置UWB定位标签(4)；沿开采区域划定各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的信号收发区域；通过激光测距仪测量各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的绝对坐标；
2)、超宽带无线通讯UWB传感器(6)采用以太网供电方式；建立以太网，具体为：布置POE交换机(10)和上位机(5)，每个超宽带无线通讯UWB传感器(6)均通过POE交换机(10)与上位机(5)连接，且各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)之间采用环形连接方式连接；
3)、所述上位机(5)接收到各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的发射信号，根据发射信号的波形最大值设定噪音阈值；根据各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的绝对坐标在上位机(5)中建立采煤机绝对位置精确校准模型；
4)、任意选取信号收发区域中一个点放置UWB定位标签(4)；采用AOA及TDOA结合的定位算法对UWB定位标签(4)定位，具体为：
41)由AOA得到UWB定位标签(4)和各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的角度关系；由TDOA测量不同超宽带无线通讯UWB传感器(6)接收到UWB定位标签(4)的定位信号的时间差；
42)根据步骤41)得到的所有时间差，采用双曲线定位算法计算出UWB定位标签(4)的位置；得到UWB定位标签(4)的位置后可测得该UWB定位标签(4)的高度以及该UWB定位标签(4)与各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)之间的距离，将得到的距离和高度输送到采煤机绝对位置精确校准模型中，检测各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)的位置与角度是否有偏差，进行校准；
5)、采煤机进行开采作业，超宽带无线通讯UWB传感器(6)将收集到的关于定位装置(2)中的UWB定位标签(4)数据信息传送给上位机(5)，由采煤机绝对位置精确校准模型中的数据处理***描绘采煤机定位装置(2)中的UWB定位标签(4)的绝对位置信息，即得到采煤机所处的精确位置；
6)、采煤机运行一次结束后，再次进行校准，重复步骤4)～步骤5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准方法，其特征在于：超宽带无线通讯UWB传感器(6)与POE交换机(10)采用屏蔽线连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准方法，其特征在于：所述步骤1)中：各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)等间距的布置在采煤机运行的端头端头处的液压支架上同一侧同一高度位置，且布置高度大于步骤4)中布置的UWB定位标签(4)高度1m以上；各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)基于铅垂线向下倾斜25度，在各个超宽带无线通讯UWB传感器(6)背面使用水平仪保证超宽带无线通讯UWB传感器(6)上端面水平。
4.根据权利要求1所述的一种基于UWB采煤机绝对位置精确校准方法，其特征在于：所述超宽带无线通讯UWB传感器(6)的数量为4个。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410749250.5A CN104612682B (zh) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 |
| PCT/CN2015/092936 WO2016091020A1 (zh) | 2014-12-09 | 2015-10-27 | 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 |
| AU2015388821A AU2015388821B2 (en) | 2014-12-09 | 2015-11-03 | Dynamic locating method and device based on UWB combined with laser ranging |
| ZA2016/05789A ZA201605789B (en) | 2014-12-09 | 2016-08-19 | Uwb-based precise calibration method and apparatus for absolute position of coal cutter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410749250.5A CN104612682B (zh) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104612682A CN104612682A (zh) | 2015-05-13 |
| CN104612682B true CN104612682B (zh) | 2017-11-24 |
Family
ID=53147307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410749250.5A Expired - Fee Related CN104612682B (zh) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104612682B (zh) |
| WO (1) | WO2016091020A1 (zh) |
| ZA (1) | ZA201605789B (zh) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104612682B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-11-24 | 中国矿业大学 | 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 |
| CN104714209B (zh) * | 2015-03-27 | 2017-04-26 | 中国矿业大学 | 一种基于uwb与激光测距组合的动态定位方法及装置 |
| AU2016200783B1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-04-21 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | System and method for controlling a mining machine using identifying characteristics |
| CN105298509A (zh) * | 2015-09-17 | 2016-02-03 | 上海创力集团股份有限公司 | 一种掘进机定位*** |
| CN105259549A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-01-20 | 北京天地玛珂电液控制***有限公司 | 一种基于超窄脉冲技术的采煤机位置监测装置 |
| CN105352504B (zh) * | 2015-12-01 | 2018-03-06 | 中国矿业大学 | 一种惯性导航与激光扫描融合的采煤机定位装置及方法 |
| CN105554837A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-05-04 | 中国矿业大学 | 一种井下工作面无线传感器网络智能感知节点及感知方法 |
| CN106121723B (zh) * | 2016-02-19 | 2018-10-16 | 中国矿业大学 | 一种工作面装备定位*** |
| US10087754B2 (en) * | 2016-03-24 | 2018-10-02 | Joy Global Underground Mining Llc | Longwall system face alignment detection and steering |
| US10082567B2 (en) * | 2016-03-24 | 2018-09-25 | Joy Global Underground Mining Llc | Longwall system creep detection |
| CN106019221B (zh) * | 2016-05-17 | 2019-05-24 | 安徽酷哇机器人有限公司 | 基于AoA的UWB定位*** |
| CN106168139B (zh) * | 2016-08-24 | 2018-05-22 | 天津华宁电子有限公司 | 一种液压支架无线位移检测和自动找直***及方法 |
| CN107300385A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-10-27 | 上海瀚界科技发展有限公司 | 基于uwb测距的惯导定位*** |
| CN108873004B (zh) * | 2018-04-28 | 2023-12-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种测距装置、测距***及测距方法 |
| CN109946649B (zh) * | 2019-03-24 | 2020-12-04 | 北京工业大学 | 低成本室内狭长环境二维uwb***定位方法 |
| CN109931958B (zh) * | 2019-03-27 | 2020-12-08 | 中国矿业大学 | 一种基于uwb采煤机工作面端头校准装置及方法 |
| CN112697144B (zh) * | 2019-10-22 | 2024-02-02 | 广东博智林机器人有限公司 | 室内定位的方法和装置 |
| CN111010658B (zh) * | 2019-10-29 | 2022-02-08 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 煤矿井下越界开采的快速识别方法 |
| CN110988829B (zh) * | 2019-12-27 | 2023-03-21 | 福建汉特云智能科技有限公司 | 一种基于uwb定位的车辆传感器标定方法及*** |
| CN114251122A (zh) * | 2020-09-25 | 2022-03-29 | 安迈智能(北京)矿山科技股份有限公司 | 一种矿压基础信息采集*** |
| CN112484625B (zh) * | 2020-11-12 | 2021-09-17 | 西南交通大学 | 一种基于uwb信道脉冲响应的高精度位移测量方法 |
| CN112360457B (zh) * | 2020-12-11 | 2022-11-08 | 深圳市翌日科技有限公司 | 一种基于三角煤切割原理的采煤机定位方法 |
| CN113154989A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-07-23 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 一种uwb***的动态精度标定方法 |
| CN113029995B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-09-27 | 太原理工大学 | 一种线性调频的煤岩辐射检测装置及方法 |
| CN113075677B (zh) * | 2021-03-31 | 2024-01-30 | 安徽大学 | 一种煤矿井下离层智能监测装置及方法 |
| CN113379192A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-09-10 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 基于uwb技术的矿山自动配矿管理调度*** |
| CN113316247B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-12-09 | 三一智矿科技有限公司 | 煤矿井下工作面的定位***及方法、装置 |
| CN113993083A (zh) * | 2021-09-09 | 2022-01-28 | 中用科技有限公司 | 一种区域人员管理***及方法 |
| CN114413868A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-04-29 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 基于uwb与电控玻璃的全站仪瞄准反射棱镜***及方法 |
| CN114513748B (zh) * | 2022-03-15 | 2024-01-30 | 北京远特科技股份有限公司 | 室内高精度定位的方法、装置和电子设备 |
| CN115045702A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-09-13 | 北京天玛智控科技股份有限公司 | 基于多模态数据的智能放煤控制方法和*** |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101169038B (zh) * | 2006-10-27 | 2010-09-08 | 三一重型装备有限公司 | 全自动掘进机 |
| DE102008050068B3 (de) * | 2008-10-01 | 2010-01-28 | Rag Aktiengesellschaft | Verfahren zum Steuern der Gewinnung in Strebbetrieben mittels Überwachung des Bergeanteils in der Förderung |
| CN102937707B (zh) * | 2009-01-16 | 2016-08-03 | 日电（中国）有限公司 | 用于对定位设备进行标定的方法、设备和*** |
| DE102009026011A1 (de) * | 2009-06-23 | 2010-12-30 | Bucyrus Europe Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der Position oder Lage von Anlagekomponenten in Bergbau-Gewinnungsanlagen und Gewinnungsanlage |
| CN102183255A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-09-14 | 中国矿业大学 | 综采工作面采煤机定位装置及定位方法 |
| CN102680941A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-09-19 | 中国矿业大学(北京) | 煤矿井下超宽带定位方法及*** |
| CN203120161U (zh) * | 2013-03-02 | 2013-08-07 | 山东电力集团公司济宁供电公司 | 基于超宽带无线通信技术的室内定位*** |
| CN104159291A (zh) * | 2013-05-15 | 2014-11-19 | 北京云谷信息技术有限公司 | 一种被动式tdoa定位方法 |
| CN103410512B (zh) * | 2013-08-15 | 2015-08-05 | 中国矿业大学 | 融合地质环境信息的采煤机绝对定位装置与方法 |
| CN104058215B (zh) * | 2014-06-05 | 2015-12-09 | 中国矿业大学 | 基于采煤机绝对运动轨迹的刮板输送机动态校直方法 |
| CN104612682B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-11-24 | 中国矿业大学 | 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 |
-
2014
- 2014-12-09 CN CN201410749250.5A patent/CN104612682B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-10-27 WO PCT/CN2015/092936 patent/WO2016091020A1/zh active Application Filing
-
2016
- 2016-08-19 ZA ZA2016/05789A patent/ZA201605789B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA201605789B (en) | 2018-05-30 |
| WO2016091020A1 (zh) | 2016-06-16 |
| CN104612682A (zh) | 2015-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104612682B (zh) | 一种基于uwb采煤机绝对位置精确校准方法及装置 | |
| CN104714209B (zh) | 一种基于uwb与激光测距组合的动态定位方法及装置 | |
| CN102768352B (zh) | 基于模式匹配的井下超宽带电磁波超声联合定位***与方法 | |
| CN105352504A (zh) | 一种惯性导航与激光扫描融合的采煤机定位装置及方法 | |
| CN102721944B (zh) | 基于距离约束的井下电磁波超声联合定位方法 | |
| CN103813448A (zh) | 一种基于rssi的室内定位方法 | |
| CN203120161U (zh) | 基于超宽带无线通信技术的室内定位*** | |
| CN102680941A (zh) | 煤矿井下超宽带定位方法及*** | |
| CN202600134U (zh) | 煤矿井下超宽带定位*** | |
| CN103796304B (zh) | 一种基于虚拟训练集和马尔科夫链的煤矿井下定位方法 | |
| CN106017479B (zh) | 室内移动目标的三维实时追踪方法及*** | |
| CN104316904A (zh) | 矿井巷道无线移动终端高精度定位的方法 | |
| CN102798895B (zh) | 基于zigbee的无线井地伪随机监测装置及监测方法 | |
| CN102638763A (zh) | 井下电磁波超声联合定位***及方法 | |
| CN103383447A (zh) | 基于漏泄通讯电缆信号衰减差值的位移定位***及其定位方法 | |
| CN109600706A (zh) | 探测并计算uwb锚点坐标的方法及*** | |
| CN102635406A (zh) | 一种井下定位方法 | |
| CN102832966B (zh) | 基于非视距抑制的矿井超宽带定位方法及*** | |
| CN202870292U (zh) | 基于距离约束的井下电磁波超声联合定位*** | |
| CN203416427U (zh) | 基于ZigBee技术的自组网定位*** | |
| CN202583451U (zh) | 井下电磁波超声联合定位*** | |
| CN202770989U (zh) | 基于模式匹配的井下超宽带电磁波超声联合定位*** | |
| CN204595198U (zh) | 一种基于uwb与激光测距组合的动态定位装置 | |
| CN103968786B (zh) | 岩体钻孔内基点三向坐标的测量方法及其无线测量装置 | |
| Shao et al. | Research Progress of Personnel Positioning Technology in Coal Mine Based on UWB |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171124 Termination date: 20201209 |