CN111121771B - 一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法及装置，所述方法包括：通过导线测量矿山井下设备在开始工作之前的初始信息，通过惯性导航器件采集矿山井下设备的惯性导航测量信息，通过编码器采集矿山井下设备的里程信息，根据初始信息、惯性导航测量信息、以及里程信息，确定矿山井下设备的地理位置信息。本发明能够实现无人情况下，精确地掌握矿山井下设备的地理位置信息，从而能够为矿井的高效、智能安全生产提供技术保障。

Description

一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法及装置

技术领域

本发明涉及矿山生产技术领域，尤其涉及一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法及装置。

背景技术

矿井开采是一个庞大、复杂的***工程，现代化采矿的趋势是减少工人在矿山井下生产活动，在无人的情况下，掌控工作地点的矿山井下设备的作业情况，是保证安全高效采矿的重要条件。

然而，由于矿山井下环境条件恶劣，存在空间受限、磁场较强等问题，使得传统的GPS定位、卫星定位等方法无法在矿山井下实施，从而无法准确地获得各矿山井下设备的绝对地理位置信息，导致在无人的情况下，不能够精确掌握当前工作面推进或各种装备的准确位置，并且，在面临突发情况(如设备故障、冒顶坍塌等)时，不能够基于各矿山井下设备的绝对地理位置对矿山井下设备进行统一的调控，从而很难及时、全面地做出针对矿山井下突发状况的响应。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法及装置，以解决现有技术中不能准确地获取矿山井下设备的绝对地理位置信息的问题。

为了解决上述问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法，所述方法包括：通过导线测量矿山井下设备在开始工作时的初始信息；通过惯性导航器件采集所述矿山井下设备的惯性导航测量信息；通过编码器采集所述矿山井下设备的里程信息；根据所述初始信息、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

可选地，所述初始信息包括所述矿山井下设备的初始位置信息、里程当量和安装方位误差角，所述根据所述初始信息、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息，包括：

根据所述初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述惯性导航测量信息及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

可选地，在所述确定矿山井下设备的初始信息之前，所述方法还包括：

获取所述矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及所述第一预置移动轨迹对应的第一里程信息；

在所述矿山井下设备按照所述第一预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第一惯性导航测量信息；

根据所述第一初始位置信息、所述第一终止位置信息、所述第一惯性导航测量信息、以及所述第一里程信息，计算所述里程当量和所述安装方位误差角的数值。

可选地，所述方法还包括：

获取所述矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及所述第二预置移动轨迹对应的第二里程信息；

在所述矿山井下设备按照所述第二预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第二惯性导航测量信息；

根据所述第二初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述第二惯性导航测量信息、以及所述第二里程信息，确定所述矿山井下设备的第二地理位置信息；

计算所述第二地理位置信息与所述第二终止位置信息之间的位置差值；

判断所述位置差值是否大于预设差值，若是，则更新所述里程当量与所述安装方位误差角。

可选地，所述方法还包括：

每间隔预设时间，向预先与所述矿山井下设备建立通信连接的地面设备发送所述矿山井下设备的地理位置信息。

第二方面，本发明提供了一种基于惯性导航器件和编码器的定位装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于通过导线测量矿山井下设备在开始工作之前的初始信息；

第一采集模块，用于通过惯性导航器件采集所述矿山井下设备的惯性导航测量信息；

第二采集模块，用于通过编码器采集所述矿山井下设备的里程信息；

第二确定模块，用于根据所述初始信息、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息、确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

可选地，所述初始信息包括所述矿山井下设备的初始位置信息、里程当量和安装方位误差角；

所述第二确定模块，用于根据所述初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述惯性导航测量信息及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

可选地，所述装置还包括：

第一获取模块，用于获取所述矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及所述第一预置移动轨迹对应的第一里程信息；

第三采集模块，用于在所述矿山井下设备按照所述第一预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第一惯性导航测量信息；

第一计算模块，用于根据所述第一初始位置信息、所述第一终止位置信息、所述第一惯性导航测量信息、以及所述第一里程信息、计算所述里程当量和所述安装方位误差角的数值。

可选地，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及所述第二预置移动轨迹对应的第二里程信息；

第四采集模块，用于使所述矿山井下设备按照所述第二预置移动轨迹移动，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第二地理位置信息；

第二计算模块，用于计算所述第二地理位置信息与所述第二终止位置信息之间的位置差值；

判断模块，用于判断所述位置差值是否大于预设差值，若是，则更新所述里程当量与所述安装方位误差角。

可选地，所述装置还包括：

发送模块，用于每间隔预设时间，向预先与所述矿山井下设备建立通信连接的地面设备发送所述矿山井下设备的地理位置信息。

本发明实施例具有如下优点：

本发明能够实现在无人情况下，精确地掌握矿山井下设备的基于绝对地理坐标的位置信息，从而能够为矿井的高效安全生产提供技术保障，并且，能够根据实际情况检测并校正里程当量与安装方法误差角，克服了惯性导航定位的误差随时间发散的问题，能够保证矿山井下设备定位的准确性，此外，能够实时对外发布矿山井下设备的定位信息，从而便于地面工作人员基于各矿山井下设备的绝对地理位置对矿山井下设备进行统一的调控。

附图说明

图1示出了本发明实施例提供的一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法的步骤流程图；

图2示出了本发明实施例提供的一种基于惯性导航器件和编码器的定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

为了更清楚地理解本发明实施例，在此针对矿井开采的矿山井下状态进行介绍，矿山井下环境恶劣，存在空间受限、磁场较强等情况，难以实现稳定的无线信号传输，矿山井下设备在运作中也不能与基站等设置建立通信连接，导致传统的地面精确定位方法(如GPS导航定位、北斗导航定位、UWB导航定位等方法)在矿山井下无法实施，从而无法在无人情况下，精确地掌握矿山井下设备的准确位置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法，参照图1，示出了本发明实施例提供的一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法的步骤流程图，该方法具体可以包括如下步骤：

步骤110：通过导线测量矿山井下设备在开始工作之前的初始信息。

本发明实施例中，矿山井下设备是指能够在矿井的开采工作面上进行移动，进行开采和运输的设备。

当然，矿山井下设备可以在巷道中部署的轨道上进行移动，矿山井下设备上可以安设有附属设备，以满足矿山井下开采的具体需要。

在矿山井下设备开始工作之前，通过导线测量矿山井下设备的初始信息，其中，初始信息可以包括矿山井下设备的初始位置信息，该初始位置信息指的是矿山井下设备在工作之前所处的地理位置(如国家2000高斯平面直角坐标、西安80高斯平面直角坐标、北京54高斯平面直角坐标等)。

本发明实施例中，在矿山井下设备开始工作之前，在矿山井下预先确定至少两个控制点，本领域技术人员可以根据矿山井下的具体实际情况确定控制点，本发明对此不做限制，需要说明的是，预先确定的至少两个控制点的位置信息是已知的。

测量矿山井下设备的位置时，将矿山井下设备所在点与至少两个控制点中的相邻的点以虚拟直线连接，构成的折线称为导线，依次测定各导线边的水平距离，以及相邻导线边的水平夹角，进而计算得出矿山井下设备的初始地理位置。对于具体地通过导线测量井下设备的初始信息的过程并非本发明的核心点所在，本发明实施例对于此过程不再加以详细描述。

具体地，当矿山井下设备初次投入使用时，可以将矿山井下设备首次投放的地点的位置信息作为矿山井下设备的初始位置信息。而对于已经投入使用的矿山井下设备，将矿山井下设备上一次工作结束后位于的地点的位置信息作为矿山井下设备的初始位置信息。应当注意的是，若通过机械或人工挪移矿山井下设备，则需要将矿山井下设备挪移后的地点的位置信息作为初始位置信息。

可选的，该初始位置信息为绝对地理位置信息，绝对地理位置信息是指以整个地球作为参考系，所确定的位置信息，包括高斯平面直角坐标信息、高程信息等，地球上每一处地点的绝对地理位置信息都是唯一的。

当然，初始信息还可以包含里程当量、安装方位误差角等信息，具体地，将在下述步骤进行详细描述，本发明实施例在此不再加以赘述。

在确定矿山井下设备在开始工作之前的初始信息之后，执行步骤120和步骤130。

步骤120：通过惯性导航器件采集所述矿山井下设备的惯性导航测量信息。

矿山井下设备内安装有惯性导航器件，该惯性导航器件可以包括3个自由度陀螺仪，用以测量矿山井下设备在三个正交方向上转动的角速度，惯性导航器件还可以包括3个加速度计，用以测量矿山井下设备在三个正交方向上的加速度，其中，正交方向的选择可以由本领域技术人员根据实际情况确定，本发明对此不做限制。

将陀螺仪与加速度计测得的数据进行汇总，可以得到惯性导航测量信息，该惯性导航测量信息即包括陀螺仪测得的角速度和加速度计测得的加速度。

步骤130：通过编码器采集所述矿山井下设备的里程信息。

矿山井下设备上预先安装有编码器。编码器是一种能够将传动轮的轴转动产生的模拟信号转换为可以通讯、传输和存储的信号形式的设备，从而通过编码器能够采集矿山井下设备的移动信息，并将矿山井下设备移动的信息转换为可以通讯、传输和存储的里程信息并发送给服务器。本发明对编码器的具体形式不做限制。

在具体实现中，编码器可以安装在支撑矿山井下设备的传动轮的轴上，当传动轮绕轴转动时，编码器可以记录下传动轮转动的信息(如转速等)，并将传动轮转动的信息转换为里程信息并发送给服务器。

在确定矿山井下设备在开始工作之前的初始信息，并通过惯性导航器件采集矿山井下设备的惯性导航测量信息、通过编码器采集矿山井下设备的里程信息之后，执行步骤140。

步骤140：根据所述初始信息、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

在上述步骤中，得到矿山井下设备在开始工作之前的初始信息，以及矿山井下设备在开始工作之后的惯性导航测量信息和里程信息之后，可以初始信息、惯性导航测量信息和里程信息，确定矿山井下设备的地理位置信息。具体地，确定矿山井下设备的地理位置信息的方式可以为：基于初始位置信息、惯性导航测量信息以及里程信息进行计算，计算得出矿山井下设备的地理位置信息，对于具体地计算过程并非本发明的核心点所在，本发明实施例对于此过程不再加以详细描述。

本发明的一种优选实施例中，可以每间隔时间，精确测量一次矿山井下设备的地理位置信息以抵消随着时间推移的累计误差，例如，在每天的固定时刻精确测量一次矿山井下设备的地理位置信息，如每天的检修班时间等等。

本发明的另一优选实施例中，通过步骤101获取的矿山井下设备的初始信息，可以包括矿山井下设备的初始位置信息、里程当量和安装方位误差角。

其中，里程当量是由于编码器的刻度误差、矿山井下设备内部的震动、传动轮的打滑等因素而产生的误差常数值。

安装方位误差角是由于惯性导航器件的固定安装的姿态与矿山井下设备的姿态的非严格一致，产生的误差角度值。

在本发明的另一优选实施例中，上述步骤104还可以包括：

子步骤A：根据所述初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述惯性导航测量信息及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

本发明实施例中，根据矿山井下设备在开始工作之前的初始信息、里程当量、安装方位误差角、惯性导航测量信息、以及里程信息，确定矿山井下设备的地理位置信息。具体地，确定矿山井下设备的地理位置信息的方式可以为：基于初始位置信息、惯性导航测量信息以及里程信息进行计算，计算得出矿山井下设备的地理位置信息。

本发明提供的定位装置，能够实现在无人情况下，精确地掌握矿山井下设备基于绝对地理坐标的位置信息，从而能够为矿井的高效安全生产提供技术保障。

在本发明的另一种优选实施例中，还可以包括：

步骤B1：获取所述矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及所述第一预置移动轨迹对应的第一里程信息。

在本发明中，由于里程当量与编码器的刻度误差，矿山井下设备的内部震动等因素有关，安装误差方位角与惯性导航器件的安装姿态、矿山井下设备的姿态有关，因此对于不同的矿山井下设备，各自的里程当量、安装误差方位角可能存在差异。本发明实施例拟实现精确确定矿山井下设备的里程当量、安装误差方位角的问题。

获取矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及第一预置移动轨迹对应的第一里程信息，第一初始位置信息与第一终止位置信息均为预先确定的精确的位置信息，第一预置移动轨迹可以为预先确定的矿山井下设备从第一初始位置信息处前往第一终止位置信息处所移动的轨迹，矿山井下设备可以沿第一预置轨迹移动，全程所移动的里程的信息则为第一预置移动轨迹对应的第一里程信息。

在实际应用中，在选择矿山井下设备工作时，常用的一条路径作为第一预置移动轨迹，路径的起点的位置信息可以确定为第一初始位置信息，则终点的位置信息可以确定为第一终止位置信息。

获取矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及第一预置移动轨迹对应的第一里程信息的方法可以为：从存储器中读取预先确定的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及第一预置移动轨迹对应的第一里程信息。

在获取矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及第一预置移动轨迹对应的第一里程信息之后，执行步骤B2。

步骤B2：在所述矿山井下设备按照所述第一预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第一惯性导航测量信息。

可以控制矿山井下设备按照第一预置移动轨迹进行运动，在运动过程中，通过矿山井下设备上预先安装的惯性导航器件，能够采集到矿山井下设备的惯性导航测量信息，作为第一惯性导航信息。

在采集矿山井下设备的第一惯性导航测量信息之后，执行步骤B3。

步骤B3：根据所述第一初始位置信息、所述第一终止位置信息、所述第一惯性导航测量信息、以及所述第一里程信息，计算所述里程当量和所述安装方位误差角的数值。

根据获取的精确的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一里程信息，以及惯性导航器件测得的第一惯性导航测量信息，可以计算得到里程当量和安装方位误差角的数值。

需要说明的是，计算所得到的里程当量和安装方位误差角，将作为矿山井下设备确定地理位置信息时所使用的里程当量和安装方位误差角，而在每次计算得到新的里程当量和安装方位误差角后，将使用新获取的数值。

在本发明的另一种优选实施例中，还可以包括：

步骤C1：获取所述矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及所述第二预置移动轨迹对应的第二里程信息。

在本发明中，由于惯性导航器件可能会随着使用时间的增长，导致测得的惯性导航测量信息的误差逐渐增大，致使测得的结果不准确，现有技术中，通常采用定时拆开设备，对设备中的惯性导航器件进行修正或更换的方式以克服该问题，对于无人化矿矿山井下使用的矿山井下设备，停机修正不仅操作繁琐，而且成本较高昂，本发明实施例拟解决上述问题。

第二初始位置信息与第二终止位置信息均为预先确定的精确的位置信息，第二预置移动轨迹可以为预先确定的矿山井下设备从第二初始位置信息处前往第二终止位置信息处所移动的轨迹，矿山井下设备可以沿第二预置轨迹移动，全程所移动的里程的信息则为第二预置移动轨迹对应的第二里程信息。

在实际应用中，可以选择矿山井下设备工作时，常用的一条路径作为第二预置移动轨迹，路径的起点的位置信息可以确定为第二初始位置信息、终点的位置信息则确定为第二终止位置信息。

获取矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及第二预置移动轨迹对应的第二里程信息的方法可以为：从存储器中读取预先确定的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及第二预置移动轨迹对应的第二里程信息。

需要说明的是，第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及第二预置移动轨迹对应的第二里程信息，与前述第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及第一预置移动轨迹对应的第一里程信息，可以相同，也可以不同，具体地，可以根据实际情况而定，本发明实施例对此不加以限制。

在获取矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及第二预置移动轨迹对应的第二里程信息之后，执行步骤C2。

步骤C2：在所述矿山井下设备按照所述第二预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第二惯性导航测量信息。

可以控制矿山井下设备按照第二预置移动轨迹进行运动，在运动过程中，通过矿山井下设备上预先安装的惯性导航器件，能够采集到矿山井下设备的惯性导航测量信息，作为第二惯性导航信息。

在采集矿山井下设备的第二惯性导航测量信息之后，执行步骤C3。

步骤C3：根据所述第二初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述第二惯性导航测量信息、以及所述第二里程信息，确定所述矿山井下设备的第二地理位置信息。

矿山井下设备沿第二预置移动轨迹移动到预设的终点后，根据获取的精确的第二初始位置信息、第二里程信息，以及该矿山井下设备现使用的里程当量、安装方位误差角，该矿山井下设备的惯性导航器件测得的第二惯性导航测量信息，可以计算得到矿山井下设备的第二地理位置信息。

步骤C4：计算所述第二地理位置信息与所述第二终止位置信息之间的位置差值。

本发明实施例中，将矿山井下设备的第二地理位置信息与所获取的精确的第二终止位置信息进行计算，获得二者的差值，，对于具体地计算过程并非本发明的核心点所在，本发明实施例对于此过程不再加以详细描述。

步骤C5：判断所述位置差值是否大于预设差值，若是，则更新所述里程当量与所述安装方位误差角。

本发明实施例中，判断计算得到的差值是否大于预设差值，若是，则说明当前使用的里程当量与安装方位误差角与实际偏离较大，需要更新，更新里程当量与安装方位误差角的方法为：执行步骤B1-B3，重新计算得到里程当量与安装方位误差角。

本发明提供的方法，能够根据实际情况检测并校正里程当量与安装方位误差角，从而能够克服惯性导航定位的误差随时间发散的问题，保证定位准确。

可选地，在本发明的一种实施例中，还可以包括：

步骤D：每间隔预设时间，向预先与所述矿山井下设备建立通信连接的地面设备发送所述矿山井下设备的地理位置信息。

在本发明实施例中，矿山井下设备可以通过有线或者无线与地面设备连接，由于矿山井下环境恶劣，有线传输的方式能够稳定可靠地传输数据。本发明实施例中采用的网线是长度为数百米的特殊网线，能够保证将矿山井下设备与地面设备建立有线连接的同时不影响矿山井下设备的移动。

每间隔预设时间，矿山井下设备可向预先建立通信连接的地面设备发送矿山井下设备的地理位置信息。该预设时间可以进行更改，以适应不同的需要，例如，矿山井下设备工作时，可以设置较小的预设时间，便于地面设备实时掌控矿山井下设备的位置信息，矿山井下设备不工作时，可以设置较大的预设时间，以减轻地面设备的负担。

可选地，采用MQTT(消息队列遥测传输协议Message Queuing TelemetryTransport)开源消息队列框架，发送矿山井下设备的地理位置信息。

可选地，该地面设备设置有数据库，能够将接收到的矿山井下设备的地理位置信息存储到数据库中，以供用户直接查看，并可以向订阅该矿山井下设备的位置信息的第三方设备发送所存储的矿山井下设备的地理位置信息。

本发明实施例中，能够实时对外发布矿山井下设备的定位信息，从而便于地面工作人员基于各矿山井下设备的绝对地理位置对矿山井下设备进行统一的调控。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故都将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

实施例二

参照图2，示出了本发明实施例提供的一种基于惯性导航器件和编码器的定位装置的结构示意图，具体可以包括：

第一确定模块210，用于通过导线测量矿山井下设备在开始工作之前的初始信息；

第一采集模块220，用于通过惯性导航器件采集所述矿山井下设备的惯性导航测量信息；

第二采集模块230，用于通过编码器采集所述矿山井下设备的里程信息；

第二确定模块240，用于根据所述初始信息，所述惯性导航测量信息以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

可选地，所述初始信息包括所述矿山井下设备的初始位置信息、里程当量和安装方位误差角；

所述第二确定模块240，用于根据所述初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息。

可选地，定位装置还包括：

第一获取模块，用于获取所述矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及所述第一预置移动轨迹对应的第一里程信息；

第三采集模块，用于在所述矿山井下设备按照所述第一预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第一惯性导航测量信息；

第一计算模块，用于根据所述第一初始位置信息、所述第一终止位置信息、所述第一惯性导航测量信息、以及所述第一里程信息，计算所述里程当量和所述安装方位误差角的数值。

可选地，定位装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及所述第二预置移动轨迹对应的第二里程信息；

第四采集模块，用于使所述矿山井下设备按照所述第二预置移动轨迹移动，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第二地理位置信息；

第二计算模块，用于计算所述第二地理位置信息与所述第二终止位置信息之间的位置差值；

判断模块，用于判断所述位置差值是否大于预设差值，若是，则更新所述里程当量与所述安装方位误差角。

本发明提供的基于惯性导航器件和编码器的定位装置，能够实现无人情况下，精确地掌握矿山井下设备的基于绝对地理坐标的位置信息，从而能够为矿井的高效安全生产提供技术保障，并且，能够根据实际情况检测并校正里程当量与安装方位误差角，从而能够克服惯性导航定位的误差随时间发散的问题，保证定位准确，此外，能够实时对外发布矿山井下设备的定位信息，从而便于地面工作人员基于各矿山井下设备的绝对地理位置对矿山井下设备进行统一的调控。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的***。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令***的制造品，该指令***实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端上，使得在计算机或其他可编程终端上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法及装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法，其特征在于，包括：

通过导线测量矿山井下设备在开始工作之前的初始信息；

通过惯性导航器件采集所述矿山井下设备的惯性导航测量信息；

通过编码器采集所述矿山井下设备的里程信息；

根据所述初始信息、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息；

所述初始信息包括所述矿山井下设备的初始位置信息、里程当量和安装方位误差角，所述根据所述初始信息、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息，包括：

根据所述初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述惯性导航测量信息及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息；

在确定矿山井下设备的初始信息之前，所述方法还包括：

获取所述矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及所述第一预置移动轨迹对应的第一里程信息；其中，所述第一预置移动轨迹为预先确定的所述矿山井下设备从所述第一初始位置信息处前往所述第一终止位置信息处所移动的轨迹；

在所述矿山井下设备按照所述第一预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第一惯性导航测量信息；

根据所述第一初始位置信息、所述第一终止位置信息、所述第一惯性导航测量信息、以及所述第一里程信息，计算所述里程当量和所述安装方位误差角的数值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及所述第二预置移动轨迹对应的第二里程信息；

在所述矿山井下设备按照所述第二预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第二惯性导航测量信息；

根据所述第二初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述第二惯性导航测量信息、以及所述第二里程信息，确定所述矿山井下设备的第二地理位置信息；

计算所述第二地理位置信息与所述第二终止位置信息之间的位置差值；

判断所述位置差值是否大于预设差值，若是，则更新所述里程当量与所述安装方位误差角。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

每间隔预设时间，向预先与所述矿山井下设备建立通信连接的地面设备发送所述矿山井下设备的地理位置信息。

4.一种基于惯性导航器件和编码器的定位装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于通过导线测量矿山井下设备在开始工作之前的初始信息；

第一采集模块，用于通过惯性导航器件采集所述矿山井下设备的惯性导航测量信息；

第二采集模块，用于通过编码器采集所述矿山井下设备的里程信息；

第二确定模块，用于根据所述初始信息、所述惯性导航测量信息、以及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息；

所述初始信息包括所述矿山井下设备的初始位置信息、里程当量和安装方位误差角；

所述第二确定模块，用于根据所述初始位置信息、所述里程当量、所述安装方位误差角、所述惯性导航测量信息及所述里程信息，确定所述矿山井下设备的地理位置信息；

所述装置还包括：

第一获取模块，用于获取所述矿山井下设备的第一初始位置信息、第一终止位置信息、第一预置移动轨迹以及所述第一预置移动轨迹对应的第一里程信息；其中，所述第一预置移动轨迹为预先确定的所述矿山井下设备从所述第一初始位置信息处前往所述第一终止位置信息处所移动的轨迹；

第三采集模块，用于在所述矿山井下设备按照所述第一预置移动轨迹运动的情况下，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第一惯性导航测量信息；

第一计算模块，用于根据所述第一初始位置信息、所述第一终止位置信息、所述第一惯性导航测量信息、以及所述第一里程信息，计算所述里程当量和所述安装方位误差角的数值。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述矿山井下设备的第二初始位置信息、第二终止位置信息、第二预置移动轨迹以及所述第二预置移动轨迹对应的第二里程信息；

第四采集模块，用于使所述矿山井下设备按照所述第二预置移动轨迹移动，通过所述惯性导航器件采集所述矿山井下设备的第二地理位置信息；

第二计算模块，用于计算所述第二地理位置信息与所述第二终止位置信息之间的位置差值；

判断模块，用于判断所述位置差值是否大于预设差值，若是，则更新所述里程当量与所述安装方位误差角。

6.根据权利要求4-5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

发送模块，用于每间隔预设时间，向预先与所述矿山井下设备建立通信连接的地面设备发送所述矿山井下设备的地理位置信息。

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